1/7 – Introduzione
Senza dubbio, gli esperimenti scientifici sono un modo simpatico e divertente per imparare le leggi della fisica: l’impatto visivo riesce a rendere i ricordi indelebili ed imprimere bene in mente la legge che si vuole sperimentare e imparare. Ci sono tantissimi esperimenti che si possono fare con pochi mezzi e volto rapidamente. Fra questi sicuramente quello della misurazione dell’umidità dell’aria è uno dei più facili e meno rischiosi. Un ottimo metodo per insegnare ai propri bambini come misurare l’umidità ambientale consiste nel costruire un igrometro a capello, che può essere facilmente assemblato a casa. Si tratta di un progetto semplice e divertente che non mancherà di stupirli. Vediamo quindi come costruire un igrometro a capello.
2/7 Occorrente
- una scatola di cartone alta circa 15 cm
- una graffetta
- un capello abbastanza lungo
- del nastro adesivo
- un grosso ago
- un fiammifero
- un piccolo peso
- alcool etilico
3/7 – Cos’è un igrometro a capello
L’igrometro a capello è uno strumento che si basa sulla legge secondo la quale al variare dell’umidità relativa, varia la lunghezza di un ciuffo di capelli. Costruirne uno rudimentale è facile, poiché occorrono pochi elementi, tutti facilmente reperibili in casa, con una spesa veramente irrisoria.Questo strumento generalmente non viene utilizzato per esperimenti importanti, poiché non riesce ad essere sufficientemente preciso nelle misurazioni; il suo scopo è puramente didattico e serve per poter osservare da vicino questo curioso fenomeno. Per questo motivo, si presta molto bene a diventare parte di una piccola stazione meteorologica giocattolo da tenere in casa, per soddisfare la curiosità dei vostri bambini e stimolare in essi l’amore per la scienza.
4/7 – Come iniziare la costruzione
Per questo esperimento viene utilizzato un capello o anche un piccolo ciuffo di capelli, di colore chiaro perché più sottili. Il principio di funzionamento dell’igrometro sta nella capacità del capello di deformarsi quando l’umidità apre o chiude le sue squame, per questo si dovrà prendere un capello non molto rigido come per esempio uno nero oppure trattato con colorati di qualche tipo che ne alterano sostanzialmente le caratteristiche. Per avere uno strumento che funzioni bene il sensore deve essere opportunamente pulito e sgrassato prima di procedere. Vi servirà inoltre una piccola scatola di cartone, una graffetta, un ago, un fiammifero e un paio di forbici affilate o un tagliabalsa per creare un foro nella scatola. Il capello sarà poi collegato a una serie di semplici leve meccaniche che lo raccordano a una punta scrivente, che disegna la deformazione su una superficie liscia.
5/7 – Come costruire la struttura
Inizia prendendo la scatola, alla quale andrà fissata nella parte superiore una graffetta, in modo che sporga di circa 1 o 2 centimetri. In direzione della graffetta, a circa metà altezza fra le superfici superiore e inferiore della scatola, dovrai ritagliare una piccola finestrella, aiutandoti con il tagliabalsa o con le forbici.
All’interno della fessura andrà inserito un ago, nella cui cruna bloccherai il fiammifero in modo che la testa che è ricoperta da un composto del fosforo, che è un materiale che risulta in grado di lasciare un segno se strofinato delicatamente su una superficie chiara, sia a contatto con la parete laterale della scatola. Su questo stesso lato, disegna una semicirconferenza il cui centro sarà il punto in cui il fiammifero è inserito nella cruna dell’ago.
La prima fase è completata, hai creato la base sulla quale potrai lavorare al tuo esperimento.
6/7 – Come installare il sensore
Per proseguire devi sgrassare il capello con alcool o etere, lascialo asciugare e lega una delle estremità alla graffetta posta sopra la finestrella. Questa operazione è necessaria per fare in modo che l’umidità penetri nelle squame del capello, determinando la deformazione. Avvolgi il capello due o tre volte intorno all’ago e lega all’altra estremità un piccolo peso, in modo da tenere il capello in tensione. Ora l’igrometro è pronto, ma occorre tararlo, ovvero segnare il punto massimo e quello minimo sulla semicirconferenza.
Per segnare il massimo dell’umidità, metti lo strumento su una pentola in ebollizione; quando il capello si sarò teso al massimo e il fiammifero girerà lentamente fino a fermarsi, segna questo punto. Poi metti l’igrometro sopra una fonte di calore, dove l’aria è secca e l’umidità è pari allo 0%. Per questa taratura puoi usare un termosifone acceso oppure una padella abbastanza calda, ma non tanto da bruciarti. In questa condizione il fiammifero girerà dalla parte opposta; quando si fermerà, segna quest’altro punto. Dividi l’intervallo ottenuto in 10 parti uguali, e avrai ottenuto la gradazione dell’igrometro.