LES LIQUIDES. Niveau Fin du cycle 2 / début du cycle 3. Séquence 1. Séquence 2. Séquence 3. Séquence 4. Questionnement initial.

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1 LES LIQUIDES Niveau Fin du cycle 2 / début du cycle 3 Séquence 1 (1 séance) Séquence 2 (1 séance) Questionnement initial. Observer les propriétés physiques des s. Dégager deux caractéristiques communes à trois s. Séquence 3 (1 séance) Séquence 4 (2 séances) Dégager une dernière propriété commune à tous les s : l horizontalité. Mettre en évidence quelques différences entre les s.

2 MODULE : LES LIQUIDES SEQUENCE 1 : QUESTIONNAIRE INITIAL Objectifs : - Evaluer les connaissances et les capacités des élèves. - Etablir une base de comparaison afin d évaluer leur évolution à la fin du module. Matériel : - 2 s très différents par leur texture, leur viscosité - 2 récipients transparents Questionnaire (Annexe 1): 1. Pense à deux s différents, puis écris leur nom sur la première ligne du tableau ci-dessous et décris-les de manière précise. Liquide A : Liquide B :..

3 2. Recopie les informations présentes dans tes deux descriptions et valables pour tous les s As-tu déjà vu deux s qui ne se mélangent pas? Précise lesquels Que se passe-t-il quand tu essaies de les mélanger? Donne le nom de deux s qui peuvent se mélanger

4 MODULE : LES LIQUIDES SEQUENCE 2 : PROPRIETES COMMUNES AUX LIQUIDES Objectifs : - Observer les propriétés physiques des s. - Dégager deux caractéristiques communes à trois s. Matériel : Pour chaque groupe : - de l eau, de l huile et du sirop - une bassine - 3 récipients de formes différentes avec leur bouchon - un entonnoir Déroulement de la séquence : Situation-problème : «Comment reconnaît-on un?» Phase 1 : Situation de recherche individuelle puis par groupes. Proposer aux élèves de produire individuellement textes et/ou schémas permettant de décrire succinctement les caractéristiques qu ils pensent être communes à tous les s. Laisser quelques minutes de réflexion aux enfants, puis leur demander de confronter au sein du groupe leurs productions respectives, afin de parvenir à une définition commune des s. Phase 2 : Observation et manipulations (travail par groupes de trois ou quatre). Durant cette phase, la première tâche des élèves va consister à compléter un tableau à double entrée (annexe 2) en utilisant le matériel suivant : de l eau, du sirop, de l huile, une bassine et trois récipients transparents de formes différentes pouvant être fermés/bouchés. L objectif final de ce travail est, bien évidemment, d amener les enfants à utiliser les données de leur tableau pour valider, compléter ou corriger la définition sur les s élaborée lors de la phase précédente.

5 EAU HUILE SIROP Quelle est la couleur du? Ce a-t-il une odeur? Si oui, essaie de la décrire. Ce coule-t-il toujours? Quelle forme ce prend-il? Voit-on à travers ce? Ce est-il visqueux? Quels autres mots utiliserais-tu pour décrire ce de manière plus précise? Remarque : C est en faisant repérer ce qui est commun aux trois s proposés que l on pourra dégager une définition des s pertinente (bien qu incomplète encore) du type : «Un coule et prend toujours la forme du récipient dans lequel il se trouve».

6 MODULE : LES LIQUIDES SEQUENCE 3 : 3 ème CRITERE / L HORIZONTALITE Objectifs : - Comparer deux éléments. - Dégager une dernière propriété commune à tous les s. Matériel : Pour la classe : - 2 sabliers, l un rempli d eau e, l autre de sable Pour chaque groupe : - de l eau e, du sable - 6 récipients Déroulement de la séquence : Phase 1 : émergence de la situation problème (travail collectif). Demander aux élèves de rappeler les critères retenus lors de la séquence précédente pour définir un : Un coule et, n ayant pas de forme propre, prend celle du récipient qui le contient. Ce rappel effectué, présenter deux sabliers contenant l un du sable, l autre un. Faire observer et comparer le comportement des deux contenus. Parvenir à la conclusion qu ils se comportent, à première vue, de la même façon : ils coulent et adoptent la forme du récipient qui les contient. QUESTION : Le sable est-il un? Laisser un temps de discussion et d argumentation aux élèves et noter leurs remarques au tableau. On devrait pouvoir mettre en évidence, sans trop de peine: - que le sable, tout comme les s, coule entre les doigts, peut être versé et prend la forme du récipient dans lequel il se trouve ; - que le sable, pourtant, est un solide (En effet, quand on verse du sable par terre, il reste en tas alors que les s font des flaques. D autre part, le sable est formé de grains ayant une forme propre et pouvant être saisis.), - qu il existe donc des solides (sable, farine, sucre en poudre, sel ) ayant un comportement très proche de celui des s. On déduira de cet état de fait la nécessité de préciser la définition des s utilisée jusqu à présent en faisant émerger un troisième critère.

7 Phase 2 : Situation de découverte. Proposer aux enfants un dessin avec deux séries de trois récipients identiques posés à plat ou inclinés (voir annexe 3). Leur demander de représenter le au repos dans chacun des trois premiers récipients, puis de faire le même travail avec le sable dans les trois récipients restant. La mise en commun des productions au sein du groupe devrait faire apparaître des différences notables dans les représentations proposées. La validation des hypothèses émises se fera donc par la manipulation. Insister sur la nécessité d une observation fine. La mise en commun aura pour but de mettre en évidence la différence de comportement du et du sable. Dégager le fait que la surface d un au repos est toujours plane et horizontale. Si les enfants ont déjà eu l occasion d utiliser un niveau à bulle et un fil à plomb, l horizontalité de la surface libre du pourra être démontrée, au tableau, par l expérience suivante :

8 MODULE : LES LIQUIDES SEQUENCE 4 : Des différences entre les s. Objectif : - Mettre en évidence quelques différences entre les s. Matériel nécessaire : - De l eau, de l huile, du savon, du sirop, de l alcool à brûler - Du papier sulfurisé - 5 x 3 flacons compte-gouttes contenant respectivement de l eau, de l huile, du savon, du sirop, de l alcool - Pour l atelier «course de gouttes», un panneau de contreplaqué sur lequel on pourra fixer la feuille de papier sulfurisé - Quelques loupes - Plusieurs chronomètres - Cinq éprouvettes graduées - Des rondelles métalliques - Des gobelets transparents - Une balance Roberval et des masses marquées - Des récipients de tailles et de formes différentes (5 de chaque type) - 2 calculatrices Déroulement de la séquence : L objectif étant de faire découvrir aux élèves quelques unes des différences existant entre les s mentionnés précédemment, nous avons choisi d organiser cette séquence sous la forme de six ateliers tournants. Pour que les enfants aient le temps de manipuler et de noter toutes leurs observations, n organiser que trois ateliers par séance et dédoubler chacun d eux. Terminer chacune des deux séances par une phase de mise en commun des résultats obtenus. Reproduire (en les agrandissant) les tableaux des annexes 4 à 8 et les compléter avec les remarques des enfants.

9 Séance 1 : Mise en place des ateliers suivants : Atelier 1 : Il s agit de verser, sur du papier sulfurisé, vingt gouttes de chaque en les agglomérant et de compléter, au fur et à mesure, le tableau cidessous (annexe 4): Les gouttes s agglomèrentelles? eau sirop huile Alcool Savon Dessine la goutte obtenue vue de profil. Dessine la goutte obtenue vue du dessus. Le estil fluide ou épais? Remarques éventuelles : Atelier 2 : On laisse tomber, d assez haut, une goutte de chaque étudié sur du papier sulfurisé et on dessine ce que l on obtient pour chacune d elles (annexe 5) : - Le sirop donne une goutte compacte et globuleuse. - Les gouttes d huile, d alcool et de savon s étalent et, par conséquent, s aplatissent. On remarquera toutefois : que la goutte de savon s effondre en son centre (formation d un «petit cratère») ; que l étalement de la goutte d alcool est nettement plus prononcé que celui de la goutte d huile. - La goutte d eau, elle, se désagrège au contact de la feuille de papier pour donner plusieurs gouttelettes globuleuses.

10 Atelier 3 : La course de gouttes : Le travail doit être effectué, de préférence, sur un plan pratiquement vertical. Le support d expérimentation peut être, par exemple, un panneau de contreplaqué sur lequel on aura punaisé une feuille de papier sulfurisé. Celle-ci comportera deux lignes séparées d une soixantaine de centimètres et correspondant, l une à la ligne de départ des gouttes, l autre à la ligne d arrivée. A l aide d un chronomètre, les élèves calculent le temps nécessaire à une goutte de chaque pour effectuer le trajet. Leur demander de faire plusieurs essais avec chaque de manière à obtenir une moyenne significative. Faire noter les résultats dans le tableau ci-dessous (annexe 6) : Temps, en secondes, nécessaire à une goutte de pour franchir la ligne d arrivée Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Séance 2 :

11 Mise en place des trois derniers ateliers. Atelier n 4 : Mesure de la viscosité. Pour tester la viscosité des s, on peut laisser tomber un objet dans chacun des s étudiés et chronométrer le temps nécessaire à celui-ci pour toucher le fond. Afin d effectuer des mesures dignes d intérêt, il est nécessaire d utiliser : - des récipients identiques (des éprouvettes graduées, par exemple) contenant les mêmes quantités de, eau sirop huile alcool savon - des objets de taille, de forme et de masse semblables (des rondelles métalliques, par exemple). Reporter les résultats dans le tableau ci-dessous (annexe 7): Temps, en secondes, nécessaire à une rondelle métallique pour toucher le fond du récipient Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Atelier n 5 : Mélanges de s.

12 Dans cet atelier les enfants vont observer la manière dont un interagit avec un autre. Afin de ne pas démultiplier les manipulations, on les fera travailler sur des quantités égales de s. Ils devront donc simplement observer ce qui se passe : - quand on verse un donné sur l un des autres s étudiés, - quand on modifie l ordre de versement de ces s, - quand on mélange les deux s avec un bâtonnet. Les manipulations restant étant malgré tout encore assez nombreuses, chaque groupe n aura à compléter qu une partie du tableau ci-dessous (annexe 8). Qu observezvous lorsque le 1 est versé en premier? Mélangez les gouttes à l aide d un bâtonnet. Quelles remarques pouvez-vous faire? Qu observezvous lorsque le 2 est versé en premier? Mélangez les gouttes à l aide d un bâtonnet. Quelles remarques pouvez-vous faire? Eau/huile Eau/sirop Eau/alcool Groupes A, B Eau/savon Liquides étudiés Huile/sirop Groupe A Groupe B Groupe C Groupes C, D Huile/alcool Huile/savon Sirop/alcool Sirop/savon Savon /alcool Groupe D Groupe E Groupe F Groupe E Groupe F Atelier n 6 : rangement des s du plus léger au plus lourd.

13 Mettre à la disposition des élèves le matériel suivant : - des récipients de tailles et de formes différentes (5 de chaque type), - une balance et des masses marquées, - les 5 s étudiés en quantités différentes. Pour réussir le travail demandé, les enfants doivent nécessairement prendre conscience qu il est indispensable : - d utiliser des récipients identiques, - de verser la même quantité de chaque dans ces derniers. Annexe 1

14 Questionnaire 1. Pense à deux s différents, puis écris leur nom sur la première ligne du tableau ci-dessous et décris-les de manière précise. Liquide A : Liquide B :.. 2. Recopie les informations présentes dans tes deux descriptions et valables pour tous les s As-tu déjà vu deux s qui ne se mélangent pas? Précise lesquels.

15 Que se passe-t-il quand tu essaies de les mélanger? Donne le nom de deux s qui peuvent se mélanger Annexe 2

16 EAU HUILE SIROP Quelle est la couleur du? Ce a-t-il une odeur? Si oui, essaie de la décrire. Ce coule-t-il toujours? Quelle forme ce prend-il? Voit-on à travers ce? Ce est-il visqueux? Quels autres mots utiliserais-tu pour décrire ce de manière plus précise? Annexe 3

17 Supposons que l on mette de l eau dans ces récipients, comment, d après toi, va-telle se placer? Complète les dessins. Supposons maintenant que l on prenne trois autres récipients et que l on y verse du sable. Qu obtiendrons-nous alors? Complète les dessins. Annexe 4

18 Les gouttes s agglomèrentelles? eau sirop huile Alcool Savon Dessine la goutte obtenue vue de profil. Dessine la goutte obtenue vue du dessus. Le estil fluide ou épais? Remarques éventuelles : Annexe 5

19 Laisse tomber une goutte de chaque sur le papier sulfurisé et complète, au fur et à mesure, le tableau ci-dessous. Remarque: Chaque dessin doit être accompagné d explications claires et précises. Dessine ce que tu vois du dessus. Dessine ce que tu vois de profil. Eau Huile Sirop Savon Alcool à brûler Annexe 6

20 Temps, en secondes, nécessaire à une goutte de pour franchir la ligne d arrivée Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Temps, en secondes, nécessaire à une goutte de pour franchir la ligne d arrivée Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Temps, en secondes, nécessaire à une goutte de pour franchir la ligne d arrivée Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Annexe 7

21 Temps, en secondes, nécessaire à une rondelle métallique pour toucher le fond du récipient Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Temps, en secondes, nécessaire à une rondelle métallique pour toucher le fond du récipient Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon Temps, en secondes, nécessaire à une rondelle métallique pour toucher le fond du récipient Essai eau sirop huile Alcool Moyenne (somme des 4 temps : 4) Savon

22 Annexe 8 Liquides étudiés Eau/huile Eau/sirop Eau/alcool Eau / savon Huile / sirop Huile / alcool Huile / savon Sirop / alcool Sirop / savon Savon / alcool Groupes A, B Groupe A Groupe B Groupe C Groupes C, D Groupe D Groupe E Groupe F Groupe E Groupe F Qu observezvous lorsque le 1 est versé en premier? Mélangez les gouttes à l aide d un bâtonnet. Quelles remarques pouvez-vous faire? Qu observezvous lorsque le 2 est versé en premier? Mélangez les gouttes à l aide d un bâtonnet. Quelles remarques pouvez-vous faire?

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