Démystifions la neige! # 989


Équipe : Les Amérindiens
Classe : 8-9 ans, 2e cycle
École : Fernand-Saindon, Notre-Dame-des-Monts
Enseignant(e) : Stéphane Côté


Avis aux lecteurs




Observation:
 

Depuis le début de l’hiver, nous avons eu droit à quelques tempêtes de neige. Les élèves étaient toutefois intrigués par ce phénomène. Ils se posaient de nombreuses questions sur le sujet : comment la neige se forme-t-elle? D’où provient-elle? De quoi est-elle faite? Est-ce que tous les flocons ont la même forme? Comment est-il possible de fabriquer de la neige artificielle?

Ils ont finalement décidé de se concentrer sur une question : comment la neige se forme-t-elle?




Hypothèse:
 

Une tempête d’idées a permis de ressortir plusieurs hypothèses. Les voici :

-Les nuages se déforment et des morceaux tombent;

-La pluie devient de la neige avec le froid;

-La neige, c’ est de la pluie qui se présente sous forme de glaçons quand il fait froid et qui devient de la neige sous l’effet du soleil;

-Les gouttes de pluie touchent aux nuages et deviennent des flocons;

-La pluie gèle et brasse beaucoup, ce qui forme les flocons.

En échangeant entre eux , les enfants ont réalisé qu’ils avaient surtout parlé de pluie et de froid. Ils ont donc émis l’hypothèse que la neige était formée d’eau qui avait refroidi et que les flocons étaient en réalité des morceaux de nuage.



    Expérimentation:
 
Matériel utilisé
 

L’expérience se déroule en deux parties.

1ère partie :

-une bouilloire

-une boîte de conserve

-quelques cubes de glace

-une paire de pinces

-une mitaine isolante

-un plateau

-un vaporisateur

2e partie :

-de la ficelle

-un bocal ou un contenant de 1 litre avec un large goulot

-un cure-pipe blanc

-du colorant alimentaire

-de l’eau

-du borax (au rayon des produits d’entretien)

-un crayon à mine

-des ciseaux
 
Protocole utilisé
 

1ère partie

Dans un premier temps, remplis la bouilloire d’eau jusqu’à la moitié. Quand l’eau bout et que la vapeur s’échappe de la bouilloire, débranche-la ou éteins l’élément chauffant de la cuisinière. Dépose quelques cubes de glace dans la boîte de conserve. Enfile une mitaine isolante et maintiens la boîte de conserve remplie de glace au-dessus de la vapeur à l’aide des pinces. Place un plateau en dessous de la boîte de conserve et observe…


Premier essai

Dans un deuxième temps, tu dois attendre que le mercure atteigne les ‑30°C ou moins avant de réaliser cette partie de l’expérience. Remplis alors un vaporisateur d’eau très chaude et dirige-toi à l’extérieur. Actionne-le et observe ce qui arrive au petit jet…


On vaporise de la neige

2e partie

1 - Coupe un cure-pipe blanc en 3 sections égales.

2 - Enroule les sections ensemble au centre de façon à obtenir une étoile (une forme hexagonale: en six pointes). Si tes pointes de cure-pipe ne sont pas de la même longueur, égalise-les.

3 - Attache la ficelle à l'extrémité de chaque pointe et relie-les entre elles pour former un motif de flocon. Noue un bout de ficelle à l'une des extrémités du cure-pipe et attache l'autre bout au milieu du crayon.

4 - Avec l'aide d'un adulte, verse 500 ml d'eau bouillante dans la bouteille. Ajoutes-y 6 cuillerées à soupe de borax. Attention: verse 1 c. à soupe à la fois (3 c. à soupe de borax par 250 ml d'eau). Remue le mélange jusqu'à ce que le borax soit dissous. Ajoute quelques gouttes de colorant.

5 - Insère ton cure-pipe dans la bouteille de façon à ce qu'il soit suspendu dans la solution de borax (il ne doit pas toucher aux parois). Dépose le crayon sur le goulot du bocal.

6 - Laisse le pot sur le comptoir pendant la nuit.


Formation de cristaux




Résultats:
 

La première partie de l’expérience nous permet de constater qu’après quelques minutes, des gouttelettes d’eau apparaissent sur la partie extérieure de la boîte de conserve. Ces gouttes d’eau grossissent, puis finissent par tomber dans le plateau. À l’extérieur, les particules d’eau projetées dans l’air à l’aide du vaporisateur se changent en neige. Au lendemain de la deuxième partie de l’expérience, nous apercevons des cristaux brillants sur les différentes branches du cure-pipe. Essayons maintenant de trouver une explication scientifique à ces phénomènes… 

L’énergie du soleil, représentée par la bouilloire dans l’expérience, fait s’évaporer l’eau du sol, des lacs, des rivières et des océans. Cette vapeur d’eau s’élève dans le ciel, puis va entrer en contact avec de l’air plus froid, symbolisé par la boîte de conserve remplie de glaçons. À ce moment, la vapeur se condense en fines gouttelettes pour former un nuage (c’est la buée que l’on aperçoit sur la boîte de conserve). À l’intérieur du nuage, on retrouve aussi des particules de poussière qui ont été transportées par le vent.

Quand la température du nuage descend sous le point de congélation (0°C), plusieurs gouttes d’eau gèlent sur les particules de poussière et se changent en cristaux de glace. Ceux-ci attirent d’autres gouttelettes, qui gèlent à leur tour. Les cristaux finissent par devenir de plus en plus gros. Lorsque le cristal de glace devient trop lourd pour flotter dans le nuage, il tombe sous forme de flocon de neige.

Dans la deuxième partie de l’expérience, l’eau chaude a permis de dissoudre une grande quantité de borax dans le bocal. Quand l'eau a refroidi, le borax en trop est tombé au fond du contenant, mais les branches du cure-pipe ont servi de support à une partie du borax sur lesquelles il s’est cristallisé. On peut donc conclure que les flocons de neige sont formés à partir d'un support: les particules de poussière.



Conclusion:
 
Par le biais de cette expérience, les enfants ont pu confirmer en partie leur hypothèse. Ils avaient vu juste en mentionnant que la neige était formée d’eau qui avait refroidi. Par contre, ils ont découvert que les flocons de neige prenaient naissance sur les poussières en suspension dans l’air et sur lesquelles des gouttes d’eau venaient se geler.



Bibliographie:
 

Livres:

Lucie Parent, Des atouts pour tous , Deuxième cycle – 4e année, Les éditions CEC inc., 2003, 146 p.

Valerie Wyatt, La météo , éditions Héritage Jeunesse, 1990, 95 p.

Cédérom:

CD Scientifix, version 5, De Marque inc., Les éditions CEC inc.

Sites Internet:

http://www.csdm.qc.ca/fseguin/classe/helene/temperature/

http://www.lesdebrouillards.qc.ca/experiences/experiences.asp?DevID=31

http://www.pnr-rpn.ec.gc.ca/air/wintersevere/activities.fr.html