Matériel : Consignes :

Transcription

1 Question 1 : Comment faire pour que la glace fonde le plus vite possible? Nous allons donc chercher à résoudre ce problème, nous allons chercher à comprendre comment faire pour qu un glaçon fonde le plus vite possible. Hypothèses émises par les enfants : Les enfants s expriment librement et émettent des hypothèses. Noter les hypothèses au tableau : 1. Si l on chauffe la glace, elle fond plus vite. 2. Un petit glaçon fond plus vite qu un bloc de glace. 3. Au contact de l eau, le glaçon fond plus vite. Vérification de la première hypothèse «Si l on chauffe la glace, elle fond plus vite». : Influence de la température Nous allons vérifier la première hypothèse, quelles sources de chaleur va-t-on utiliser? Propositions des enfants : Faire fondre le glaçon à la chaleur ambiante pour comparer avec les autres sources de chaleur. Faire fondre le glaçon devant la fenêtre avec le soleil. Faire fondre le glaçon sous la chaleur du globe allumé. Faire fondre le glaçon sur le radiateur. Matériel : 4 verres avec un glaçon identique. Consignes : Repérer le glaçon qui fond le plus vite. Comprendre pourquoi. Constat : La durée de fusion dépend du milieu ambiant, et plus la température du milieu ambiant est élevée, plus la durée de fusion du glaçon est rapide. Vérification de la deuxième hypothèse «Un petit glaçon fond plus vite qu un bloc de glace». : Influence de la taille du glaçon Nous allons vérifier la deuxième hypothèse avec la chaleur ambiante. Faire fondre un glaçon entier. Faire fondre un glaçon coupé en deux ou trois morceaux. Faire fondre un glaçon fractionné en tout petits morceaux. Matériel : un récipient en verre avec un glaçon entier, un deuxième avec un glaçon coupé en deux ou trois morceaux, un troisième avec un glaçon fractionné en tout petits morceaux.

2 Consignes : Placer les trois récipients sur une même table. Observer pour repérer le glaçon qui va fondre le premier. Constat : Pour une même quantité de glace, les petits glaçons favorisent la fusion. L augmentation de la surface de contact avec l air favorise la fusion. Vérification de la troisième hypothèse «Au contact de l eau, le glaçon fond plus vite». : Influence du milieu environnant. Nous allons vérifier la troisième hypothèse avec la chaleur ambiante. Faire fondre un glaçon entier dans de l eau avec la chaleur ambiante. Faire fondre un glaçon entier (sans eau = dans de l air) avec la chaleur ambiante. Matériel : un récipient en verre avec un glaçon entier, eau. Consignes : comparer la vitesse de fonte d un glaçon dans de l eau et sans eau. Constat : A température ambiante, la glace fond plus vite dans l eau que dans l air. Question 2 : La dernière fois nous avons transformé nos glaçons (eau à l état solide) en eau à l état liquide. Avec cette eau liquide peut-on obtenir des glaçons? Comment allons-nous pouvoir refaire nos glaçons? Hypothèses émises par les enfants : Les enfants s expriment librement et émettent des hypothèses. Noter les hypothèses au tableau : 1. On met de l eau dans le bac à glaçons du réfrigérateur, ou dans le congélateur et on surveille souvent. 2. On met un thermomètre dans l eau. Nous allons vérifier ces hypothèses. Comme nous n avons pas de congélateur en classe, je propose de fabriquer une sorte de mini-congélateur à l aide d un mélange réfrigérant. On obtient un mélange qui peut descendre jusqu à 12 à- 15 C (environ 1 heure).

3 Matériel : thermomètres, bassine, fond de bouteille d eau en plastique, torchon, glaçons, gros sel, petit pot (pot de petit suisse), affiche sur laquelle un schéma de thermomètre est reproduit. Consigne : 1. Observation des thermomètres. Observation et description du thermomètre : le réservoir, le tube, la colonne rouge, les graduations. Quelle est la bonne manière de lire la température d un thermomètre? (l œil bien à la hauteur de la graduation). Présenter une affiche sur laquelle le schéma d un thermomètre est reproduit. 2. Fabriquer un mélange réfrigérant : Dans une bassine, je mélange deux poignées de glaçons écrasés avec une poignée de gros sel que je mets dans le fond de bouteille plastique puis je place un thermomètre dans ce mélange. 3. Après quelques minutes faire relever la température du mélange indiquée par le thermomètre et la représentée sur l affiche. 4. Nous avons récupérer l eau de fonte d un glaçon dans un petit pot. Nous allons mettre le petit pot dans le mélange réfrigérant. 5. Mettre un thermomètre dans l eau du petit pot. 6. Noter la température de l eau dans le pot, puis, pendant quelques minutes, observer ce qui se passe. Question 3 : D après vous l eau reste liquide jusqu à quelle température? Vers quelle température l eau se transforme-t-elle en glace? Relever la température du petit pot régulièrement, pour pouvoir noter lorsque les cristaux de glace commencent à se former. Constat : L eau placée dans un mélange de glace et de gros sel se transforme rapidement en glace. Elle donne sa chaleur au mélange froid. Lorsque l eau se transforme en glace, le thermomètre indique 0 C. C est la solidification de l eau. Toutes les températures en dessous de zéro permettent d avoir des glaçons. L eau est sous forme liquide lorsque sa température est au dessus de 0.

4 Etats de l eau et changements d état Qu est-ce que nous avons appris? A certaines températures l eau est sous forme de glace, à d autres, l eau est sous forme liquide. Quand il fait très froid, l eau se transforme en glace. Les températures sont alors inférieures à 0 C. Faire colorier sur des schémas la partie d un thermomètre pour laquelle l eau existe sous forme de glace. Etats de l eau et changements d état Colorie la partie d un thermomètre pour laquelle l eau existe sous forme de glace. Nous avons fait fondre les glaçons le plus vite possible. Comment? Qu est-ce que nous avons appris? Le glaçon fond à une température supérieure à 0 environ ; plus la température est élevée, plus le glaçon fond rapidement ; le glaçon lorsqu il fond devient de l eau liquide. L eau du glaçon et l eau liquide représentent donc la même eau mais dans une forme différente. Une fois on la retrouve sous forme liquide (eau liquide) et une autre fois on la retrouve sous forme solide (glaçon). Comprendre qu il y a transformation mais non disparition : Les glaçons fondent, ils deviennent de l eau. L eau gèle, elle devient de la glace. Observation de quelques photographies (en miniature ci-dessous) : Qu est-ce qui est blanc sur ces aliments? Pourquoi deviennent-ils tout durs? Pourquoi met-on des aliments dans un congélateur? Tous les aliments contiennent de l eau, même si elle ne se voit pas. Quand on les place dans un congélateur, cette eau se transforme en glace : c est pour cela que les aliments deviennent durs et un peu blancs.

5 D où vient l eau qui coule sur le côté? Quand il ne fait plus assez froid, la glace fond et redevient liquide. Sur quelle photographie vois-tu de la neige? du givre? de la glace? Où et à quelles saisons peut-on voir de la glace dans la nature? de la neige? du givre? L eau qui gèle peut former de la glace, de la neige ou du givre. Les flocons de neige sont de minuscules gouttes de pluie qui ont gelé. Le givre est formé par la rosée qui a gelée. Evaluation à faire en informatique : Classer ces images en deux groupes. Images sur lesquelles on voit de l eau sous forme solide : Images sur lesquelles on voit de l eau liquide :

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