Il fuoco dev'essere lento? Ma soprattutto, l'acqua deve stare sopra o sotto la valvola? La risposta a queste domande è contenuta nelle prossime righe. Forse.  
La moka è un aggeggio che serve a fare il caffè. Più buono (e se anche non fosse di per se più buono, veder salire il caffè con annesso aroma nell'aria, lo rende tale!). È stata ideata nel 1933 da Alfonso Bialetti, ed è uno degli oggetti di design italiano più famosi nel mondo.  
  
La struttura della moka è schematizzata nell'immagine qui sotto.  
da wikipedia  

La parte inferiore, la caldaia (A), è quella ove viene messa l'acqua, ed è quella che entra a diretto contatto con il fuoco. Più sopra (B) si trova il filtro nel quale viene messo il caffè in polvere. Il filtro è dotato di un piccolo tubo aperto, che sarà poi immerso nell'acqua.  Infine, in alto (C) si trova il raccoglitore, in cui finisce il caffè pronto.  
  

Come funziona la moka?    
  

Cerchiamo di capire quali sono i meccanismi che spingono l'acqua da (A) a (C), passando per (B).  
Poniamo quindi la nostra moka sul fuoco e vediamo che succede.  Quando è calda l'acqua evapora più velocemente, come ben sapete. Il vapore che si crea genera una pressione all'interno della caldaia. Quando è grande questa pressione? Si può quantificare.  Essa è data da  

dove T è la temperatura e P è la pressione.

Ecco il grafico della funzione.    

con la temperatura sulle ascisse, la pressione sulle ordinate. Non sono valori veri, serve solo a far capire l'andamento.
  

Come vedete la pressione aumenta esponenzialmente all'aumentare della temperatura, questo significa che un piccolo aumento di temperatura comporta un grande aumento della pressione.  È questo che causa la risalita dell'acqua. Infatti, la pressione all'interno esercita una forza (indicata dalle freccette nere nello schema della moca) sull'acqua e la costringe a uscire per l'unica via possibile: il tubo del filtro. L'acqua quindi risale, attraversa il caffè e finisce nel raccoglitore, fino a quando l'acqua in A non si abbassa sotto il livello del tubo del filtro. Quando succede, per quanto sia alta la pressione di vapore, non c'è più verso di spingere ulteriore acqua verso l'alto. Ora viene prodotto solo vapore, ed è quello che noi vediamo quando il caffè ha smesso di uscire nella parte superiore, quando sentiamo il borbottio. Attenzione! Evaporazione non significa ebollizione! L'acqua non bolle quando risale lungo il filtro! La risalita inizia attorno ai 70 °C, anche se poi la temperatura sale.  
  
Siamo quindi pronti per rispondere alle domande:     
  
Acqua sopra o sotto la valvola?  La risposta è: appena sotto, e se proprio volete metterla sopra, che sia appena sopra! Infatti per ottenere una pressione di vapore, dobbiamo prima avere il vapore! Se riempissimo fino all'orlo la caldaia non lasceremmo nessuno spazio per permettere al vapore di formarsi, sarebbe tutto occupato dall'acqua. Invece, lasciare uno strato d'aria fa si che si formi il vapore necessario.    
  
Fuoco lento o no?  Si, fuoco lento. Perchè in questo modo l'acqua sale più lentamente, e ha più tempo per estrarre le sostanze e gli aromi dalla polvere di caffè. Inoltre, questo garantisce un passaggio meno brusco tra l'istante nel quale l'acqua è sopra al livello del tubo e quello successivo in cui è sotto. Quando succede c'è un calo di pressione nella caldaia, e l'acqua inizia a evaporare più velocemente. Come detto prima, a questo punto l'acqua liquida non può più risalire, ma può comunque in parte farlo sotto forma di vapore, che però è troppo caldo e perciò vengono estratte dal caffe anche sostanze non solubili a basse temperature, che conferiscono un sapore più amaro e di strinato.  
  
Io comunque bevo 5 giorni su 7 quello delle macchinette dell'università, un caffè che mette tristezza.   

Fonti:
http://bressanini-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2015/04/07/la-scienza-del-caffe-con-la-moka/
https://it.wikipedia.org/wiki/Moka
http://www.fisicisenzapalestra.com/fisica/la-fisica-della-moka/