L'air et l'eau dans l'environnement

Notes pour les enseignants

Cette unité est une initiation au concept du cycle de l'eau. Sur Terre, le cycle de l'eau semble relativement complexe à cause de la diversité de processus naturels dont l'eau fait partie.

Dans cette unité, les élèves examinent le rôle des plantes vertes dans le cycle de l'eau.

À souligner

1. L'eau est essentielle à la survie des plantes et des animaux.
2. L'eau doit être recyclée dans l'environnement.
3. La vapeur d'eau est un gaz invisible.
4. Les plantes ont l'habileté d'absorber de l'eau légèrement « polluée » et de la relâcher dans l'air sous forme « purifiée » (vapeur).
5. Les découvertes scientifiques se font par un processus d'enquête à plusieurs étapes : poser une question initiale, planifier l'enquête, enregistrer les observations et récolter les données, analyser les données pour tirer une conclusion et faire connaître les résultats.
   

L'extraction de l'eau contenue dans l'air

Cette installation est assez évidente. Elle exige six grands bocaux de verre propres. Chaque bocal est disposé comme l'indique l'illustration ci-dessous.

Chaque paire de bocaux est ensuite superposée embouchure contre embouchure pour que l'air circule librement entre les deux. Employez généreusement la quantité nécessaire de ruban adhésif en toile pour assurer que le joint est hermétique. Cela empêchera l'air ambiant de s'infiltrer dans le bocal et l'air du bocal de s'échapper dans la pièce.

Le ruban adhésif en toile empêche aussi le bocal supérieur de tomber.

Cliché de transparent

Le haut de chaque système est refroidi à l'aide de glace ordinaire, que l'on place dans un contenant de margarine sans fond comme le montre l'illustration. Un anneau de silicone autour du rebord du contenant empêche l'eau de fonte de couler le long des bocaux.

CONSEIL : Préparez cette expérience quelques heures avant de faire votre démonstration. Laissez reposer les trois systèmes pendant quelques heures avant d'y ajouter de la glace.

Ce qui se passe

La glace produit le même effet qu'on peut observer dans l'atmosphère, c'est-à-dire que plus on s'élève dans l'atmosphère (en avion, par exemple), plus la température baisse.

Après quelques minutes seulement, les élèves commenceront à remarquer que des gouttelettes d'eau se forment à l'intérieur du bocal supérieur. Après quelques heures, la quantité d'eau qui se forme dans les bocaux supérieurs variera considérablement d'un système à l'autre.

En général, le système avec la plante produira beaucoup plus d'eau condensée que les systèmes contenant de la terre ou seulement de l'air. C'est parce que les plantes transpirent activement de la vapeur d'eau.

Comme les systèmes dans les bocaux, la Terre est un système fermé. L'eau condensée qui provient de toutes les sources de vapeur d'eau retombe au sol sous forme de pluie ou de neige. Sans cela, la Terre viendrait à manquer d'eau!

Activités

1. Ce que nous avons fait, Cahier d'exercices de l'élève
   
   
2. Ce que nous avons vu, Cahier d'exercices de l'élève
   
   
3. Les mots que nous savons, Cahier d'exercices de l'élève
   
   
4. Combien de plantes?, Cahier d'exercices de l'élève
   
   
5. Combien de gouttes?, Cahier d'exercices de l'élève

Sujets de discussion

1. Lequel des systèmes ci-dessus ressemble le plus à la Terre?
2. Lequel des systèmes ci-dessus ressemble le plus aux déserts de la Terre?
3. Les nuages ne sont en fait qu'une accumulation de millions de gouttelettes d'eau. Pourquoi les nuages ne tombent-ils pas simplement du ciel sous forme de neige ou d'eau?
4. Les humains (et la plupart des autres animaux terrestres) ne peuvent boire de l'eau de mer à cause du sel qu'elle contient. Mais pendant de longs voyages en mer, les marins recueillent souvent l'eau de pluie pour la boire et pour faire la cuisine. Si cette eau de pluie vient de la mer, alors comment se fait-il qu'ils puissent la boire?

   CONSEIL : Montez un système comme celui qui est décrit ci-dessus, mais déposez un contenant d'eau salée non contaminée au fond. Avant de sceller le système, demandez aux élèves d'y tremper un cure-oreille propre (un par élève) dans la solution, puis de la goûter. Après avoir condensé de l'eau à l'intérieur du bocal supérieur avec de la glace, ouvrez le système et, à l'aide de nouveaux cure-oreilles propres (un par élève), faites-leur goûter l'eau condensée.

   Finalement, laissez le contenant d'eau salée s'évaporer complètement (cela pourrait prendre quelques jours). Demandez aux élèves d'en examiner les résidus.

Grille d'évaluation

Note : Le tableau suivant décrit quatre niveaux de performance. Les niveaux 1 et 2 décrivent la performance qui atteint presque la norme pour le niveau scolaire; le niveau 3 décrit la norme pour le niveau scolaire; et le niveau 4 décrit une performance dépassant la norme.