LA MAIN A LA PATE Les états de l eau Cycle 2 Les états de l eau.

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1 LA MAIN A LA PATE Les états de l eau Cycle 2 Les états de l eau. Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 1

2 LA MAIN A LA PATE Les états de l eau Cycle 2 Les états de l'eau. PROGRESSION GENERALE Séance n 1 : Discussion collective. Questionnement initial sur les différents états de l eau. Séance n 2 : Observation de l eau liquide versée dans différents récipients : la surface libre de l eau reste horizontale. Séance n 3 : Les mélanges avec l eau : classement des différents mélanges obtenus (homogènes ou hétérogènes). Séance n 4 : Constat que la glace fond à la température ambiante. Comment faire fondre un glaçon le plus vite possible? Séance n 5 : Fabriquer un glaçon à partir de l eau liquide (réversibilité). Mesure de la température de fusion de la glace à l aide du thermomètre. Séance n 6 : La vapeur d eau : comment faire pour évaporer l eau contenue dans un gobelet le plus vite possible? Séance n 7 : Apparition de buée sur une vitre : la condensation. Pour aller plus loin ou prolonger la leçon, on pourra envisager la «fabrication de la pluie». On pourra se référer pour ce thème aux fiches connaissances suivantes qui se trouvent sur le site Internet du M.E.N et dont l adresse est : - Mélanges et solutions - Etats de la matière et changements d état. Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 2

3 LA MAIN A LA PATE Les états de l eau Cycle 2 Les états de l'eau. LISTE DE MATERIEL 30 gobelets en plastique 2 bacs à glaçons 7 thermomètres à alcool (-10 C à 50 C) 7 bacs en plastique transparent 7 verres à pied en plastique 7 flûtes plastique 1 rouleau essuie-tout des éponges 7 plaques de verre 1 rouleau de film plastique transparent 7 bouteilles en plastique et 7 pots de confiture (à ramener de la maison) de la pâte à modeler (de la classe) sucre, sel, farine, sable, terre, huile, alcool, vinaigre, vin, sirop coloré,... (à ramener de la maison) des petites cuillères en plastique Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 3

4 LA MAIN A LA PATE Les états de l eau Cycle 2 LES ETATS DE L EAU (Cycle 2) Place dans le programme : L eau dans la vie quotidienne : la glace, l eau liquide, la vapeur d eau. 1. QUESTIONNEMENT INITIAL : (1 ère séance) Pour commencer, on peut envisager un questionnement collectif mené par l enseignant : C est quoi, l eau? Qu est-ce que vous savez sur l eau? L enseignant écrit toutes les réponses sur une grande feuille, même si plusieurs élèves disent la même chose. Ce faisant, on prend conscience de l importance de l eau dans la vie quotidienne, car les élèves évoquent surtout les usages de l eau. Puis on peut poursuivre avec un test individuel : une série de dessins représentant des glaçons, un nuage, etc. L élève doit mettre la lettre E là où il estime que c est de l eau. A titre d exemple, voici des résultats obtenus : Propositions c est de l eau ça n est pas de l eau Des glaçons 16 3 Le nuage 3 16 Le brouillard 9 10 La neige 15 4 La rivière 19 0 La vapeur qui sort du fer à repasser 12 7 La fumée qui sort de la cheminée 0 19 Le liquide qui est autour de la mèche d une bougie Pour les GS, on pourra faire ce questionnement à l oral. 2. L EAU QUI COULE (eau liquide) 2.1. Observation de la surface de l eau ( 2 ème séance) Objectifs : Introduire la notion de surface horizontale pour l eau au repos. Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 4

5 Faire prendre conscience du fait qu un liquide n a pas de forme propre et qu il prend la forme du récipient qui le contient. Horizontal/vertical, liquide, surface. Matériel : 1 bac en plastique transparent 1 gobelet en plastique 1 flûte à champagne en plastique transparent 1 verre à pied en plastique transparent du papier journal pour protéger les tables Par petits groupes, après un temps de familiarisation avec le matériel, les élèves transvasent de l eau dans les différents récipients et comparent les niveaux obtenus. Ils dessinent. Dans un second temps, on lance le défi de faire pencher l eau contenue dans un gobelet. On leur propose alors des dessins de différents récipients qu ils auront utilisés et on leur demande de tracer la ligne d eau horizontale. Lors de la mise en commun finale, l enseignant refait les dessins au tableau et demande à un élève par groupe de venir dessiner le niveau de l eau. Il écrit alors le vocabulaire : liquide, horizontal, surface, après avoir donné des exemples (se limiter à des exemples de surfaces horizontales, pour commencer : la table, le sol, etc.). + Bien s assurer que les élèves maîtrisent les notions de vertical/horizontal avant d entamer la séance sur l horizontalité de la surface de l eau. + On pourra tracer une ligne horizontale au tableau pour que les enfants soient bien convaincus que l eau ne penche pas quand on fait pencher le récipient. Pour aller plus loin : Fabriquer un niveau à eau, simple, avec une bouteille d eau, pour déterminer l horizontalité. Observer un niveau à bulle Les mélanges avec l eau (3 ème séance) La veille, on peut prendre 10 minutes pour annoncer le sujet et poser la question : qu est-ce qu on va pouvoir mélanger avec l eau? Faire une liste des propositions, en distinguant liquides et solides. Puis demander à chacun d apporter l une des substances. Objectif : Montrer que toutes les substances ne se mélangent pas de la même manière avec l eau. Homogène/hétérogène, mélange, phase. Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 5

6 Matériel : des gobelets en plastique transparent. Substances solides : sucre, sel, farine, sable, terre... Substances liquides : huile, alcool, vinaigre, vin, sirop coloré... Chaque groupe teste les différentes substances et chacun dessine le résultat. Puis l on fait un classement, avec l enseignant, sur une grande feuille : se mélange / ne se mélange pas. Attention au temps : certains mélanges homogènes vont décanter et faire apparaître deux phases après quelques minutes. A observer également. Pour le sel ou le sucre : ils n ont pas disparu, mais se sont dissous. Pour convaincre les élèves, on peut les faire réapparaître en faisant évaporer l eau. Pour éviter les débordements «glissants», il est préférable de donner l huile en fin de séance et de réaliser un mélange par groupe. 3. L EAU SOLIDE (la glace) La veille, on peut demander à chaque élève de ramener un glaçon de chez lui, pour qu il soit sensibilisé au fait que le glaçon fond. Objectif : Constater la réversibilité du changement d état de l eau. Utiliser un thermomètre et mesurer la température de fusion d un glaçon. Changement d état, fusion, glace, solide, solidification. Matériel : des glaçons 4 gobelets en plastique de la pâte à modeler 3.1. L eau qui fond (4 ème séance) On commencera cette séance par une discussion collective sur les conditions employées par les élèves pour apporter des glaçons de la maison afin qu ils ne fondent pas trop vite. On distribue ensuite à chaque élève un glaçon en lançant le défi suivant : faire fondre le plus vite possible un glaçon (sans le mettre dans la bouche ce qui permet de voir ce que devient le glaçon). Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 6

7 En fin de séance, on distribue de la pâte à modeler et chaque groupe fabrique un petit moule. Les moules sont alors remplis d eau et placés là où les élèves l ont proposé pour que l eau liquide devienne de la glace (freezer du réfrigérateur de l école ou congélateur) Fabriquer de la glace (5 ème séance) Degré Celsius, température de fusion, thermomètre. Matériel : des glaçons des moules des glaçons pour remplir 7 gobelets 7 gobelets en plastique 1 thermomètre Les élèves récupèrent leurs moules après avoir fait des prévisions (sont-ils remplis de glace, sont-ils vides, ont-ils débordé?) Dans un second temps les élèves remplissent un gobelet de glaçons et mesurent la température avec un thermomètre : ils observent que l alcool du thermomètre descend aux alentours de 0 C. Après une phase de discussion, les élèves conviennent d un résultat commun : le glaçon fond à une température de 0 C environ. Pour aller plus loin : Discuter des différentes formes prises par l eau dans la nature quand il fait froid : le givre, la neige, la grêle L EAU INVISIBLE (vapeur d eau) Pour l introduire, on peut envisager des situations quotidiennes : que devient l eau du linge mouillé? L eau des flaques d eau? celle des cheveux mouillés? Observer la buée sur les vitres Evaporer de l eau (6 ème séance) Objectif : Faire apparaître la notion d évaporation. L eau n a pas disparu, elle est sous forme de minuscules particules dans l air, invisibles. Evaporation, gaz, vapeur d eau. Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 7

8 Matériel : 4 gobelets en plastique un feutre pour noter le niveau du film plastique. Mettre l élève au défi de faire sortir l eau du gobelet, sans la jeter, sans l avaler. Tester plusieurs endroits : à l intérieur, dehors, sur un radiateur. Eventuellement, placer un verre témoin avec un film. Essayer de faire apparaître le rôle de la température, à l aide des exemples quotidiens. Le lendemain ou quelques jours plus tard, les élèves récupèrent leurs échantillons et notent sur leur cahier les résultats obtenus. Pour aller plus loin : rôle de la surface, du vent Apparition de buée sur une vitre : la condensation (7 ème séance) Objectif : Montrer qu il y a effectivement de l eau dans l air, autour de nous. Elle réapparaît au contact d un objet dont la température est plus basse que celle de l air qui contient cette eau. Le terme de condensation n est pas nécessaire. Buée, condensation, humidité de l air. Matériel : un bac en plastique une plaque en verre. L enseignant commence par expliquer que l on va faire apparaître l eau invisible. Puis il décrit le dispositif qui sera proposé aux élèves: Buée Plaque de verre Eau chaude Demander de prévoir ce qui va se passer. Puis les élèves passent à l expérimentation. Ils pourront observer l apparition de buée sur la plaque de verre et constater en passant le doigt sur la plaque qu il s agit bien de l eau liquide. Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 8

9 Attention : ne pas utiliser de l eau bouillante. En effet, on aurait alors beaucoup de fumée et on ne pourrait plus parler d eau «invisible». Remarque : On peut imaginer une autre expérience pour mettre en évidence l eau invisible autour de nous : sortir une bouteille froide du frigo et l essuyer. On a beau l essuyer, elle est toujours mouillée. D où vient l eau? Pour aller plus loin : Parler de la rosée le matin : le sol est froid après la nuit, et il se réchauffe avec le soleil. Fabrication de la pluie : Glaçons Gouttes d eau qui tombent (comme la pluie) Film plastique Bocal Eau très chaude Les états de l eau cycle 2 - doc Ecole des Mines de Nantes 9

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