[PDF] Maquette ePub Séance 2 : Mesure de

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PHYSIQUE CHIMIE - UNITÉ 5 - 5

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Unité 5 : Les changements d'état

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OBJECTIFS DE L'UNITÉ

Découvrir et comprendre le protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d'un liquide ou d'un solide. Exploiter des mesures de masse volumique pour différencier des espèces chimiques. Distinguer une transformation chimique d'un mélange.

Distinguer une transformation chimique d'une

transformation physique

Résumé de l'unité

Dans cette dernière unité de chimie, tu vas aller plus loin dans ta démarche d'investigation. Tu vas apprendre à

travers des observations expérimentales comment mesurer des grandeurs physiques. À partir de ces mesures,

tu apprendras à tracer des graphiques afin de les analyser et comprendre ce que cela peut représenter pour la

matière lors des changements d'état.

Et pour terminer, tu vas mettre en lien ce que tu as vu sur les différents états de la matière et les mécanismes mis

en jeu pour passer d'un état à un autre.

Bon courage !.

Séance 1 : Mesures de température

Séance 2 : Mesure de la masse et du volume lors d'un changement d'état

Séance 3 : Fusion et solidification

Séance 4 : Vaporisation et liquéfaction

Séance 5 : Transferts d'énergie lors d'un changement d'état

Séance 6 : La sécurité

Test diagnostique disponible sur ton espace inscrit

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Remédiation

A. Tracer un graphe :

Pour tracer un graphe, tu dois :

1. V érifier si, dans ton tableau de mesures, tu as des valeurs négatives (en 5 e ce sera le cas lors d"étude sur les températures). 2. T racer les axes. 3.

Identifier l

es axes. 4. Pr

éciser une échelle (donnée en 5

e , donc juste à rappeler sur ton graphe). 5. Gr aduer les axes. 6.

Indiquer l

es grandeurs et les unités. 7. R eprésenter les points par un ‘plus" +. 8. T racer la courbe la plus régulière possible. 9.

Nommer l

e graphe.

Prenons l"exemple de l"évolution de la température de l"eau en fonction du temps lors de sa solidification de l"eau pure.

1. Regarder le tableau de mesure :

Temperature (°C)18 6,03,0 20,5 0,00,0 0,00,0 -1,0-3,0 -6,0

Temps (min)0 12 34 56 78 910 11

Il y a donc des valeurs négatives ! Il faut en tenir compte quand on va tracer les axes

2 et 3. Tracer les axes et les identifier :

En mathématiques, on représente Y en fonction de X.

Ici, on demande de représenter la température en fonction du temps, donc la température sera sur l'axe verticale

et le temps sur l'axe horizontale.

4, 5 et 6. Préciser l"échelle, graduer les axes, indiquer les grandeurs et les unités :

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7, 8 et 9. Représenter les points par +, tracer la courbe la plus régulière possible, nommer le graphe:

B. Exploiter un graphe :

Premier type d" exploitation :

Une fois le graphe terminé, la courbe obtenue nous renseigne sur l"évolution de la grandeur en ordonnée (ici, la

température) en fonction de l"abscisse (ici, en fonction du temps).

On constate que la température baisse en fonction du temps de manière globale avec un palier (elle est constante)

entre la 5ème et 8ème minute.

Deuxième type d"exploitation :

Le graphe permet à chaque instant d"avoir la correspondance entre deux grandeurs physiques, par exemples,

au bout de 4 minutes, l"eau a atteint une température de 0,5 °C. Au temps t= 8 minutes , la température de l"eau est

de 0°C.

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Séance 1

Mesures de température

écoutant la météo ou lorsque tu as été malade pour vérifier si tu avais de la fièvre. Tu as même normalement, en primaire, relevé la température sur plusieurs jours et tracer un graphique représentant son évolution au cours d'une semaine. À quoi cela correspond-il ? Pourquoi existe-t-il des températures néga- tives ? Et comment fait-on pour lire une température ?

C'est ce que tu vas voir dans cette séance.

OBJECTIFS DE LA SÉANCE

•Repérer une température sur thermomètre.

Mesurer une température.

Connaître le nom et le symbole de l'unité usuelle de température : le degré Celsius (°C).

Je sais déjà

Exercice 1

Tu répondras sur ton cahier d'exercices.

Généralement, on se rend compte de la température en utilisant le sens du toucher.

Décris en quelques phrases un moment où tu as ressenti une sensation en rapport avec la température :

Bien évidemment, ton corps te donne une notion imprécise de la valeur de la température.

Complément sur ton espace inscrit

J'évalue mes prérequis

Exercice 2 Sur ton espace inscrit

Exercice 3

Lis bien le texte. Tu répondras sur ton cahier d'exercices.

Il existe huit principales échelles de température : l'échelle Newton, l'échelle Romer, l'échelle Fahrenheit, l'échelle

Réaumur, l'échelle Delisle, l'échelle centigrade (de Celsius), l'échelle Rankine, l'échelle Kelvin.

Toutes ces échelles ont été proposées par des physiciens au cours de leurs recherches sur les températures. Cha-

cune d'entre elles est définie, de façon souvent très empirique, par deux points déterminant l'origine de l'échelle

(point de référence) et l'unité.

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e Pour ce qui est de l'échelle centigrade (Celsius), la valeur 0 correspond au point de la glace fondante et la valeur 100 à celle de la vapeur d'eau bouillante, dans les conditions normales de pression, l'intervalle étant divisé en cent parties de 1°C chacune. L'échelle Réaumur se différencie de l'échelle Celsius non pas par le zéro qui est le même, mais par la température de vapeur d'eau bouillante qui est repérée par la valeur 80. Cette échelle n'a plus cours aujourd'hui. L'échelle Kelvin utilise la même unité que l'échelle centigrade (100 °C) mais a pour zéro, la température la plus basse qu'il soit possible d'obtenir, dite zéro absolu, correspondant à -273,15 °C. Exemples de deux échelles de température: degré Celsius

à gauche et degré Fahrenheit à droite.

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1. a. Quels sont les deux points à partir desquels a été construite l"échelle des degrés Celsius ?

b. À quels phénomènes physiques sont-ils liés ? 2. R

echerche dans un dictionnaire à quelles températures correspondent les valeurs 0 °C et 100 °C dans l"échelle

Fahrenheit.

J'apprends

L'utilisation d'un thermomètre

1. L'utilisation d'un thermomètre

Généralement, le liquide qui compose la colonne de lecture est de l'alcool. Sous l'influence de la variation de température, le volume de l'alcool dans le réservoir varie et influe sur la hauteur de la colonne de lecture. Ainsi lorsque la température augmente, le volume d'alcool croît également, faisant monter la hauteur du liquide dans la colonne de lecture, ce qui permet une mesure de la température grâce aux graduations. Remarque : certains thermomètres sont gradués en dixièmes de degré, comme les thermomètres médicaux par exemple ; il faut donc faire attention lors de la lecture.

© CNED

Activité expérimentale sur ton espace inscrit

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2. Lecture d'un thermomètre à alcool

Pour faire la mesure, il s'agit de veiller à ce que le réservoir soit totalement immergé dans le liquide dont on évalue la température. De plus pour faire une mesure précise, l'oeil doit se trouver à l'horizontale de l'extrémité haute de la colonne d'alcool. Enfin, il faut attendre suffisamment pour que la dilatation de la colonne soit terminée. Ainsi, la température est fiable.

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Je m'exerce

Exercice 4 : Relevé de températures

© CNED

Thomas est malade et le docteur demande à sa maman de surveiller l'évolution de sa température au cours de l'après-midi.

Effectue la lecture des températures figurant sur les thermomètres ci-contre, qui correspondent à la température de

Thomas prise sous sa langue toutes les heures durant l'après-midi.

Note les températures ci-dessous.

a. à 14 h 00 la température est : ____________________ °C b. à 15 h 00 la température est : ____________________ °C c. à 16 h 00 la température est : ____________________ °C d. à 17 h 00 la température est : ____________________ °C e. à 18 h 00 la température est : ____________________ °C

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e Tracé d'un graphique montrant l'évolution de la température au cours du temps

Exercice 5

Tu répondras sur ton cahier d'exercices.

Pour tracer le graphique de l'évolution de la température de Thomas en fonction du temps : l e temps figurera sur l"axe horizontal (axe des abscisses).

Échelle : 1 cm représente 1/2 heure

l

es températures figurent sur l"axe vertical (axe des ordonnées) gradué de 35 °C à 40 °C.

Échelle : 1 cm représente 1°C

1. Sur l

e papier millimétré ci-dessous, on a représenté les axes et les valeurs de température. Recopie-le sur une

feuille de papier millimétré ou sur une feuille à petits carreaux. Complète cette présentation :

- indique sur chaque axe le nom de la grandeur mesurée (température, temps) en précisant son unité.

- gradue chaque axe en respectant l"échelle indiquée. Remarque : ici, les axes ne commencent pas à 0 car ces valeurs ne nous intéressent pas. 2.

Place les points correspondant aux mesures.

Attention : les points se dessinent par de petites croix : + et non • ou x 3. R

elie ensuite ces croix à main levée en dessinant une courbe régulière qui passe au plus près des croix.

Tu obtiens ainsi le graphique.

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