La rugiada compare spesso durante le ore più fresche della notte e del primo mattino, ma per osservare il principio che la produce non dobbiamo necessariamente aspettare l'alba.

Con un recipiente, un po' d'acqua e alcuni cubetti di ghiaccio possiamo raffreddare una superficie abbastanza da far condensare il vapore acqueo presente nell'aria e vedere comparire delle vere goccioline davanti ai nostri occhi.

Scheda dell'esperimento

Difficoltà	Molto facile
Durata	10-15 minuti
Pericolosità	Molto bassa
Età minima consigliata	6 anni
Bambini da soli?	Sì dagli 8 anni; tra 6 e 7 anni è consigliata la presenza di un adulto
Supervisione di un adulto	Non necessaria per i bambini più grandi se si utilizza un recipiente di plastica
Adatto alla scuola	Sì, scuola primaria e secondaria di primo grado
Luogo consigliato	Casa o aula
Tipo di attività	Osservazione di un fenomeno fisico e meteorologico

Materiali necessari

• 1 bicchiere o recipiente trasparente rigido, preferibilmente di plastica
• Acqua
• 4-6 cubetti di ghiaccio
• 1 cucchiaino
• 1 tovagliolo o piccolo panno
• Facoltativo: qualche goccia di colorante alimentare
• Facoltativo: un termometro

Sicurezza

Questo esperimento presenta un rischio molto basso. Per i bambini consigliamo comunque di utilizzare un recipiente di plastica anziché un bicchiere di vetro, così da evitare il rischio di rottura.

Il contenuto del recipiente serve esclusivamente all'esperimento e non deve essere bevuto.

Passo 1 – Prepara il recipiente

Prendi il recipiente e assicurati che la superficie esterna sia completamente asciutta.

Passa un tovagliolo sulla parete esterna: questo passaggio è importante perché vogliamo essere certi che le goccioline che appariranno successivamente non fossero già presenti.

Passo 2 – Versa l'acqua

Riempi il recipiente per circa metà con acqua a temperatura ambiente.

Se vuoi rendere ancora più evidente l'esperimento, puoi aggiungere all'acqua qualche goccia di colorante alimentare. In questo modo sarà facile verificare successivamente che le goccioline comparse all'esterno non provengono dall'acqua contenuta nel bicchiere.

Passo 3 – Aggiungi il ghiaccio

Inserisci 4-6 cubetti di ghiaccio e mescola lentamente per alcuni secondi.

Il ghiaccio inizierà ad abbassare rapidamente la temperatura dell'acqua e, di conseguenza, anche quella della parete del recipiente.

Passo 4 – Aspetta e osserva

Lascia il recipiente fermo sul tavolo e osserva attentamente la superficie esterna per alcuni minuti.

Dopo poco tempo dovrebbero iniziare a comparire minuscole goccioline d'acqua.

Con il passare dei minuti le goccioline possono diventare più numerose e alcune possono unirsi fino a scorrere lungo la parete.

Passo 5 – Da dove arriva quell'acqua?

Questa è la domanda più importante dell'esperimento.

Il recipiente non perde e l'acqua non attraversa la sua parete.

Le goccioline che vediamo all'esterno provengono dal vapore acqueo presente nell'aria circostante.

Se abbiamo utilizzato del colorante nell'acqua interna, possiamo anche notare che le goccioline esterne rimangono trasparenti: un'ulteriore indicazione del fatto che non provengono dall'interno del recipiente.

[IMMAGINE PASSO 5: .]

Che cosa è successo?

L'aria che ci circonda contiene sempre una certa quantità di vapore acqueo, anche quando non possiamo vederlo.

Quando l'aria immediatamente vicina alla parete fredda del recipiente si raffredda abbastanza, può raggiungere una condizione nella quale non riesce più a mantenere sotto forma di vapore tutta l'acqua presente.

Una parte del vapore passa quindi allo stato liquido e forma le piccole goccioline che osserviamo sulla superficie.

Questo processo prende il nome di condensazione.

Che cos'è il punto di rugiada?

La temperatura alla quale l'aria, raffreddandosi, raggiunge la saturazione rispetto al vapore acqueo viene chiamata punto di rugiada.

Nel nostro esperimento raffreddiamo artificialmente la superficie del recipiente. Quando la superficie diventa abbastanza fredda, l'aria a suo contatto può raggiungere localmente il punto di rugiada e iniziare a produrre condensazione.

Non è quindi necessario che tutta la stanza raggiunga quella temperatura: è sufficiente che lo faccia il sottilissimo strato d'aria vicino alla superficie fredda.

È davvero rugiada?

Le goccioline ottenute nell'esperimento sono prodotte dallo stesso processo fisico fondamentale che porta alla formazione della rugiada in natura: il raffreddamento favorisce la condensazione del vapore acqueo su una superficie.

In natura, però, non utilizziamo naturalmente del ghiaccio.

Durante le notti serene il terreno, l'erba, le automobili e altre superfici possono perdere calore e raffreddarsi. Se la loro temperatura scende abbastanza rispetto alle condizioni dell'aria circostante, il vapore acqueo può condensare su di esse formando la rugiada.

Perché la rugiada compare spesso durante la notte?

Dopo il tramonto il suolo e gli oggetti esposti possono perdere energia attraverso l'irraggiamento e raffreddarsi progressivamente.

Le notti serene e con vento debole possono favorire questo raffreddamento, mentre nuvole e ventilazione possono modificarne sensibilmente l'intensità.

Quando una superficie raggiunge condizioni favorevoli rispetto al punto di rugiada dell'aria vicina, iniziano a comparire le goccioline.

Una prova in più: asciugalo e ripeti

Puoi asciugare completamente la superficie esterna del recipiente senza cambiare l'acqua e il ghiaccio presenti all'interno.

Se aspetti ancora qualche minuto, vedrai comparire nuovamente le goccioline.

È un modo semplice per dimostrare che il fenomeno continua finché la superficie rimane abbastanza fredda e nell'aria è presente sufficiente vapore acqueo.

Prova a confrontare due recipienti

Per trasformare l'attività in un piccolo laboratorio scolastico puoi utilizzare due recipienti identici:

• nel primo metti acqua e ghiaccio;
• nel secondo soltanto acqua a temperatura ambiente.

Osservandoli contemporaneamente sarà facile notare che la condensazione compare soprattutto sul recipiente raffreddato.

Collegamento con il meteo reale

L'esperimento ci aiuta a comprendere un principio fondamentale della meteorologia: temperatura e umidità sono strettamente collegate ai processi di condensazione.

Lo stesso concetto entra in gioco non soltanto nella formazione della rugiada, ma anche in moltissimi altri fenomeni atmosferici.

Il vapore acqueo può infatti condensare in minuscole goccioline quando vengono raggiunte condizioni favorevoli, ed è proprio la condensazione uno dei processi fondamentali nella formazione delle nubi.

Che cosa abbiamo imparato?

• L'aria contiene vapore acqueo invisibile.
• Una superficie fredda può raffreddare l'aria immediatamente circostante.
• Se vengono raggiunte le condizioni appropriate, il vapore acqueo condensa.
• Le goccioline esterne non attraversano il recipiente, ma provengono dall'aria.
• Il punto di rugiada indica la temperatura alla quale l'aria raggiunge la saturazione durante il raffreddamento.
• Lo stesso principio fisico contribuisce alla formazione della rugiada naturale.

Con un bicchiere, dell'acqua e qualche cubetto di ghiaccio siamo così riusciti a rendere visibile qualcosa che normalmente non vediamo: il vapore acqueo presente nell'aria che passa allo stato liquido.