La peau, un bon thermomètre?

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1 La peau, un bon thermomètre? Matériel : - 3 bols, béchers ou tasses - de l eau chaude du robinet - de l eau à température ambiante (la température de la salle de classe) - de l eau froide (du réfrigérateur) Méthode : 1. Prépare 3 bols, béchers ou tasses : - #1 : eau chaude - #2 : eau tiède - #3 : eau froide 2. Mets deux doigts d une main dans l eau chaude et deux doigts de l autre main dans l eau froide pendant 1 ou 2 minutes 3. Mets les doigts des deux mains dans l eau tiède. 4. Répète les étapes 2 et 3, mais en inversant tes mains dans les bols d eau 5. Note tes observations : Observations : Ton corps, est-il un bon thermomètre? Explique : Module 2: La chaleur - Page 1

2 Situation Bouillant ou glacé? Température La température idéale pour une bactérie qui aime la chaleur La lave d un volcan L océan Atlantique près de Terre- Neuve-et- Labrador L océan Pacifique près de Vancouver La température la plus froide mesurée sur la Terre La température confortable dans une maison La température du corps d une perruche La température à l extérieur de la navette spatiale en orbite La flamme d une chandelle Le corps humain la crème glacée Le four pour faire cuire des biscuits au chocolat Dans le réfrigérateur Le centre du soleil Un café très chaud L eau bouillante De l eau avec de la glace La surface du soleil. Module 2: La chaleur - Page 2

3 Quelle est la température moyenne à St. Jean? L information ci-dessous vient du site d Environnement Canada. Fais un histogramme pour représenter ces données. N oubliez pas un titre et d étiqueter les axes! Mois Température moyenne (ºC) Mois Température moyenne (ºC) Janvier -4.8 Juillet 15.4 Février -5.4 Août 15.5 Mars -2.5 Septembre 11.8 Avril 1.6 Octobre 6.6 Mai 6.2 Novembre 2.6 Juin 10.9 Décembre -2.2 Module 2: La chaleur - Page 3

4 Comment comparer les températures moyennes de T-N-et-L à celles d autres régions du Canada? Le tableau 4.2 à la page 116 du manuel dresse une liste des températures moyennes en janvier et juillet, dans plusieurs villes canadiennes. Fais un graphique à barres pour représenter cette information. Comment peux-tu représenter toute cette information sur un graphique? Module 2: La chaleur - Page 4

5 Les températures importantes à savoir: La température de la congélation de l eau La température de l ébullition de l eau La température ambiante normale La température corporelle (du corps) normale Qu est-ce que l hypothermie? (p. 113) La température et la vie quotidienne Comment la température affect-t-elle ta vie quotidienne (de tous les jours)? Fais une liste de situations où la température affecte ta vie. Par exemple, peut-être tu as porté des gants ou des mitaines ce matin parce qu il fait froid dehors, ou tu t es servi d un grille-pain ce matin pour faire du toast. Module 2: La chaleur - Page 5

6 Laboratoire : Fabriquer et étalonner un thermomètre à gaz But : Fabriquer et étalonner un thermomètre à gaz. Partie A : Fabriquer le thermoscope Matériel (par groupe) Un ballon Une potence Un support en anneau Un bécher De l eau colorée Une paille Un bouchon et/ou e la plasticine Un linge De l eau chaude et froide. Procédé : 1. En petits groupes, utilisez le matériel pour assembler un thermoscope à gaz. Essayez de figurer vousmême comment faire le thermoscope, semblable au thermoscope montré en classe par le professeur. 2. Si vous avez besoin d aide demandez au professeur, qui pourra vous montrer un modèle. 3. Essayez si votre thermoscope fonctionne avec les changements de température, en utilisant le linge trempé dans l eau chaude ou froide. S il ne fonctionne pas, essayez de trouver le problème, et cherchez des solutions. 4. Quand votre thermoscope fonctionne, montrez-le au professeur pour évaluation. Résultat : 1. Qu est-ce qu on observe quand le thermoscope est chauffé? (1 pt) 2. Qu est-ce que on observe quand le thermoscope est refroidi? (1 pt) 3. Évaluation du fonctionnement du thermoscope par le professeur : (2 pts) Module 2: La chaleur - Page 6

7 4. Dessin étiqueté du thermoscope. Étiquette bien toutes les parties! (4 pts) Discussion : 1. Explique pourquoi ceci est un thermoscope et pas un thermomètre. (1 pt) 2. Quelle partie du thermoscope réagit aux changements de température? (1 pt) Module 2: La chaleur - Page 7

8 Partie B : Étalonner le thermomètre Matériel : Le thermoscope préparé dans la partie A. Un linge De l eau chaude et de l eau froide, de températures connues. Papier, ruban, marqueurs, règle. Procédé : 1. Fixez le papier pour l échelle au thermoscope, mais d une façon à pouvoir la détacher pour faire les marques, puis la remettre exactement à la même place sur le thermomètre. 2. Utilisez le linge, et l eau chaude et l eau froide pour marquer les deux températures sur l échelle. 3. Détachez l échelle du thermomètre. Divisez très exactement l espace entre les deux températures par le bon nombre de degrés, et placez les lignes et les chiffres correctement sur l échelle. Refixez l échelle sur le thermomètre, exactement à la bonne place. 4. Vous pouvez tester votre thermomètre en utilisant le linge et de l eau tiède, et mesurer la nouvelle température. 5. Quand le thermomètre fonctionne pour mesurer les températures, montrez-le au professeur pour évaluation. (5 pts) Conclusions : 1. Évalue le fonctionnement de ce thermomètre. Est-ce qu il fonctionne comme il est supposé? (2 pts) 2. Comment pourrait-on l améliorer (improve it)? (1 pts) 3. Quels problèmes avez-vous trouvés dans cette expérience? Donne la solution que vous avez trouvée à chaque problème? (1 pts) 4. Pourquoi est-ce que ce thermomètre ne serait pas très pratique dans la réalité? (1 pt) Module 2: La chaleur - Page 8

9 L invention du thermomètre et les échelles de mesure (p ) Qui a inventé le thermoscope? En quelle année? Un thermoscope : Quelle substance se dilate et se contracte pour montrer les changements de température avec le thermoscope inventé par Galilée? Un thermomètre : Les 3 échelles de température utilisées couramment : Échelle Fahrenheit Celsius Kelvin Symbole Comment on l a établie Point de congélation de l eau Point d ébullition de l eau Nommée pour : Module 2: La chaleur - Page 9

10 Le thermomètre de laboratoire Examine attentivement le thermomètre de laboratoire. Dessine le thermomètre dans l espace ci-dessous, et étiquette les parties suivantes : Le réservoir Le verre mince Le liquide Le verre épais Le tube capillaire Étiquette aussi les températures suivantes : Le point de congélation de l eau La température corporelle Le point d ébullition de l eau La température minimale La température ambiante La température maximale Questions : 1. Quelle substance est utilisée dans nos thermomètres de laboratoire? 2. Quelles sont les différences entre ce thermomètre de laboratoire et le thermomètre que tu as construit au labo durant la dernière classe? Module 2: La chaleur - Page 10

11 Autres types de thermomètres Le thermoscope à gaz Regarde la photo du thermoscope à gaz de Galilée, à la page 122 de ton livre. Dessine ce thermoscope à gaz. Complète les phrases pour expliquer comment le thermoscope à gaz fonctionne. Le réservoir du thermoscope à gaz est rempli d. Il y a du dans le tube du thermoscope. Quand la température augmente, l air se dilate et pousse le liquide vers. Quand la température diminue, l air se contracte et le liquide se déplace vers. Quels sont les différences entre le thermoscope à gaz et le thermomètre de laboratoire que tu as examiné? Remplis le tableau : Instrument Thermoscope à gaz Thermomètre de labo Substance qui se dilate et se contracte avec les changements de température Échelle? (oui/non) Quand la température s élève, le liquide (monte/descend) dans le tube Quand la température baisse, le liquide (monte/descend) dans le tube Module 2: La chaleur - Page 11

12 Le bilame (p. 126) Bilame : Imagine que tu as un bilame (comme celui dans la figure 4.12 à la page 126 formé de cuivre et de fer. Le cuivre (côté A) se dilate et se contracte plus vite que le fer (côté B). Dessine ce bilame (et étiquette les parties) dans les 3 situations suivantes : À la température ambiante Quand le bilame est chauffé Quand le bilame est refroidi Un thermomètre à bilame On peut utiliser les bilames pour mesurer la température il faut seulement les étalonner. Un thermomètre à four, par exemple, utilise un bilame en forme de serpentin : Module 2: La chaleur - Page 12

13 Les thermostats Associe chaque mot avec la bonne définition: un thermomètre un thermostat : un instrument qui sert à contrôler la température d un appareil. : un instrument qui sert à mesurer les températures. Dans le cas du thermostat, le bilame prend la forme d un serpentin. Le métal à l extérieur se dilate et se contracte plus vite que le métal à l intérieur. Lorsqu il est soumis à la chaleur, l extérieur se dilate plus que l intérieur, et le serpentin se resserre (s enroule). Lorsqu il est refroidi, l extérieur se contracte plus vite que l intérieur, et le serpentin se desserre (se déroule). Recopie le thermostat montré dans ton livre à la page 126, Figure 4.13, image A. Indique le nom des parties, et indique le bilame avec une couleur différente si possible. Complète l explication: Explication: Quand la température de la pièce est trop froide, le bilame se déroule. La capsule de verre s incline vers la gauche, et le mercure touche les fils de contact. Le circuit électrique est complété, et la fournaise s allume. Quand la pièce est chaude, le bilame s enroule. La capsule de verre s incline vers et le mercure (touche/ne touche pas) les fils de contact. Le n est pas complet, et la fournaise. Module 2: La chaleur - Page 13

14 Un thermocouple (p. 127) Un thermocouple est un thermomètre électrique formé de métaux différents. Quand la jonction des deux métaux est chauffée, une très quantité d électricité est formée. Plus la température est chaude, plus la quantité d électricité est. On mesure l électricité, et on sait la température. Un thermographe à infrarouge (p. 127) Tout objet émet des radiations infrarouges. Un thermographe convertit les radiations infrarouges en une série de couleurs qui peuvent être interprétées sous forme de différences de température. Par exemple, dans la figure 4.15 à la page 127, les zones jaunes et rouges sont les plus chaudes. Un thermomètre à résistance (pas dans le livre) Un thermomètre à résistance est un thermomètre électrique. L électricité passe dans un fil d un métal qui s appelle. Quand la température devient plus chaude, il y a d électricité qui passe dans le fil. On mesure l électricité, et on sait. Module 2: La chaleur - Page 14

15 Feuille de révision du chapitre 4: La température et les thermomètres Partie A : Choix multiple. Encercle la lettre correspondante à la bonne réponse. 1. Quelle est la température normale du corps humain? A. 37 C B. 37 F C. 98,6 C D. 98,6 K 2. Dans quel cas une température de 22 C serait-elle normale? A. la température corporelle d un oiseau B. une température ambiante confortable C. la température extérieure en janvier à Terre-Neuve-et-Labrador D. la température du four pour cuire une pizza 3. Quelle est la différence entre un thermoscope et un thermomètre? A. Un thermoscope n est pas gradué. B. Un thermoscope comporte une échelle Fahrenheit, tandis qu un thermomètre comporte une échelle Celsius. C. Un thermomètre n est pas gradué. D. Le réservoir d un thermoscope contient de l eau tandis que celui d un thermomètre contient de l alcool. 4. Que se passe-t-il quand on chauffe un bilame? A. La chaleur crée un courant électrique dans le bilame. B. Les métaux du bilame se contractent avec la chaleur. C. Le bilame se courbe parce que les métaux intérieur et extérieur se dilatent différemment. D. Le bilame vibre parce que la chaleur lui donne de l énergie. 5. Quel est le meilleur instrument pour mesurer la température d un gaz extrêmement chaud? A. un bilame B. un thermomètre en verre C. une pellicule photographique D. un thermocouple Module 2: La chaleur - Page 15

16 Partie B : Réponds dans l espace donnée. 6. Donne la signification des températures suivantes : 0 o C, 20 o C, 37 o C, 100 o C. 7. Explique comment cet instrument permet de détecter un changement de température. Module 2: La chaleur - Page 16

17 8. Utilise les dessins pour expliquer comment étalonner un thermomètre. 9. Nomme les valeurs correspondant au 0 C et au 100 C sur l échelle Fahrenheit. 10. Explique ce qu est le «zéro absolu» de température. Quelle est la valeur du zéro absolu en degrés Kelvin? En degrés celsius? Module 2: La chaleur - Page 17

18 11. Dessine un thermomètre de laboratoire et étiquette les parties suivantes : le réservoir, le liquide, l échelle, le tube capillaire. Sur ton thermomètre, indique les températures suivantes : le point d ébullition de l eau, la température normale du coprs humain, la température ambiante normale, le point de congélation de l eau. a. Pourquoi le verre autour du réservoir est-il si mince? b. Pourquoi le verre autour du tube capillaire est-il si épais? 12. À l aide du schéma ci-dessous, explique comment un thermostat fait s éteindre ou s allumer une fournaise. Module 2: La chaleur - Page 18

19 Chapitre 5 Les chercheurs se servent de la théorie particulaire de la matière pour mesurer la température de la Terre 5.1 : La théorie particulaire de la matière La matière : La théorie particulaire de la matière : (p. 138) Toutes les substances sont formées de petites particules, ou molécules. Les molécules sont si petites qu on ne peut pas les voir, même avec les microscopes les plus puissants. La théorie des particules a été inventée par un philosophe grec nommé Démocrite, il y a plus de 2000 ans. Aujourd hui, cette théorie est acceptée par tous les scientifiques parce qu elle permet d expliquer beaucoup d observations qu on ne peut pas expliquer sans elle. La théorie des particules explique pourquoi il y a beaucoup de substances différentes: Chaque substance est formée d un type de particules différent. Par exemple, l eau est formée de particules d eau, le sucre est formé de particules de sucre, etc. Les particules d eau sont différentes des particules de sucre. Module 2: La chaleur - Page 19

20 Questions: 1. De quoi les substances sont-elles formées? 2. Donne un autre mot pour particule. 3. Est-ce qu on peut voir les molécules? 4. Pourquoi? 5. Qui a inventé la théorie des particules? 6. Quand la théorie des particules a-t-elle été inventée? 7. Est-ce que la théorie des particules est acceptée par les scientifiques? 8. Pourquoi? 9. Comment est-ce que la théorie des particules permet d expliquer que l eau et le sucre sont des substances différentes? L énergie cinétique : L énergie cinétique moyenne activité 5-1B (p. 139) Ce que tu dois faire - #2 : l énergie cinétique moyenne = J. Qu as-tu découvert? #1 : La température : Module 2: La chaleur - Page 20

21 5.2 : Les états de la matière 1. Nomme les trois états de la matière (livre p.146) 2. Complète le tableau suivant pour les trois états de la matière (Utilise les informations dans le livre p.146) solide liquide gaz Est-ce que la substance garde ou change sa forme selon le contenant? Est-ce que la substance garde ou change son volume selon le contenant? 3 exemples de substances dans cet état. (Pas dans le livre. Pense!) La théorie des particules explique pourquoi une substance (exemple: l eau) peut être un solide, un liquide ou un gaz: La glace (solide), l eau (liquide), et la vapeur d eau (gaz) contiennent des particules identiques. La différence entre les trois est dans la distance entre les particules, et leur mouvement. Dans un solide (glace), la distance entre les particules est petite, et les molécules vibrent sur place. Dans un liquide (eau), la distance entre les particules est encore petite, mais les particules sont en mouvement partout dans le liquide. Dans un gaz (vapeur), la distance entre les particules est grande, et les particules sont en mouvement rapide partout dans le gaz. Module 2: La chaleur - Page 21

22 3. Définis dilatation et contraction thermiques. (p.149) 4. Regarde les petits films Eurêka et réponds aux questions a. En tes propres mots, décris comment bougent les particules (molécules) dans les solides. b. En tes propres mots, explique ce qui arrive aux molécules quand un solide fond. c. En tes propres mots, explique ce qui arrive aux particules quand un liquide s évapore. d. En tes propres mots, explique ce qui arrive aux particules quand un gaz se condense. e. En tes propres mots, explique ce qui arrive aux molécules quand une substance se dilate avec la chaleur. f. En tes propres mots, explique ce qui arrive aux molécules quand une substance se contracte avec le froid. Module 2: La chaleur - Page 22