LA MATIÈRE ET SES TRANSFORMATIONS. 24 mai 2011 Durée : 45 minutes. Signature des parents : Points : / 39

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Françoise Damours
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Cycle d'orientation Direction générale Service de l'enseignement Secteur de l'évaluation AB/CC/ns EVACOM PHYSIQUE 9 e Regroupements A-B-H / 2 e semestre 2010-2011 LA MATIÈRE ET SES

1 Cycle d'orientation Direction générale Service de l'enseignement Secteur de l'évaluation AB/CC/ns EVACOM PHYSIQUE 9 e Regroupements A-B-H / 2 e semestre LA MATIÈRE ET SES TRANSFORMATIONS 24 mai 2011 Durée : 45 minutes Nom : Classe : Prénom : Collège : Signature des parents : Points : / 39 Matériel autorisé : une calculatrice (l'usage d'un téléphone portable est interdit) 1.

2 Table de quelques valeurs physiques Ces renseignements te seront utiles pour résoudre certains exercices. Substance Température de fusion ( C) Température d ébullition ( C) Masse volumique (kg/m 3 ) Air ,3 Alcool (éthanol) ,5 790 Aluminium Argent Caoutchouc Cuivre Eau Fer Glycérine Huile d'olive Mercure Naphtaline Or Plomb PVC Titane Zinc 419,

3 Exercice 1 Note si, selon toi, les affirmations suivantes sont V (vraies) ou F (fausses). Pour chaque affirmation que tu considères fausses, tu dois : entourer le mot faux ou le nombre faux écrire un mot ou un nombre dans la colonne «Corrections» pour que l affirmation devienne vraie. Attention : Si tu corriges une phrase vraie, tu n obtiendras pas de point. Exemple : Affirmations Un gramme d eau contient autant de molécules qu un gramme de dihydrogène. V (vraie) / F (fausse) F Corrections moins 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) La température de fusion de l'alcool est supérieure à sa température de solidification. L odeur d un parfum se répand dans une pièce, ce phénomène s appelle la dissolution. La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume. Lorsqu'une substance change d'état, sa masse ne change pas. Dans l'eau chaude, l'agitation des molécules est inférieure à l'agitation des molécules dans l'eau froide. Dans un solide, l'espacement des molécules diminue lorsque la température augmente. 1 kg d'eau solide contient un nombre de molécules supérieur au nombre de molécules contenues dans 1 kg d'eau liquide. 8) L'air contient environ 20% de gaz azote. 9) 10) La molécule du gaz hydrogène (H 2 ) est composé de deux atomes d'hydrogène. Un gaz a un volume propre, mais n a pas de forme propre. Ex. 1 : / 10 pts 3

4 Exercice 2 Sur une plaque électrique se trouve une casserole d eau bouillante. Dans cette casserole Adeline plonge, pendant 1 heure, un bécher contenant de la naphtaline liquide (voir schéma de gauche). Naphtaline Naphtaline Situation avec naphtaline liquide Situation avec naphtaline en train de refroidir Adeline fait ensuite l'expérience suivante : elle retire le bécher, enclenche son chronomètre et laisse la naphtaline refroidir dans la salle où règne une température ambiante de 20 C (voir schéma de droite). Lors de cette expérience, Adeline note les observations suivantes : au bout de 10 minutes la naphtaline commence à se solidifier, dès la 20 ème minute, la naphtaline est totalement solide, la température ambiante de la salle est de 20 C jusqu'à la fin de l'expérience. a) Au moment où Adeline retire le bécher de la casserole, quelle pourrait être la température maximale de la naphtaline? Réponse : b) A quelle température la naphtaline commence-t-elle à se solidifier? Réponse : c) Trace une évolution de la température de la naphtaline en fonction du temps, cohérente avec les observations d'adeline. 4 Ex. 2 : / 6 pts

5 Exercice 3 Deux récipients fermés et identiques sont remplis de gaz. L un contient du monoxyde de carbone (CO), et l autre du dioxyde de carbone (CO2). Bouchon Gaz CO Gaz CO 2 Bouchon a) Complète les phrases suivantes : Dans la formule CO2, «C» représente Dans la formule CO2, «O2» représente b) Les deux récipients contiennent un nombre identique de molécules. Quel récipient a la plus petite masse? Justifie ta réponse. Sans justification ta réponse ne sera pas prise en compte. Réponse : Justification : Ex. 3 : / 5 pts 5

Exercice 4 Dans une salle se trouvent deux récipients contenant la même quantité d eau : L eau du premier est à la température de 30 C. L eau du second est à la température de 50 C.

6 Exercice 4 Dans une salle se trouvent deux récipients contenant la même quantité d eau : L eau du premier est à la température de 30 C. L eau du second est à la température de 50 C. On sort d un réfrigérateur deux morceaux identiques de fer qui se trouvent à 4 C. Dans chacun des récipients, on plonge un de ces morceaux. a) Quel morceau de fer atteindra-t-il la température de 20 C le plus rapidement? b) Explique ton hypothèse à l'aide du modèle moléculaire. Ex. 4 : / 3 pts 6

7 Exercice 5 Voici la photo d un briquet contenant du butane. Le bas du briquet est occupé par du butane liquide et le haut par du butane gazeux. a) Complète les deux cadres ci-dessous, à l aide du modèle moléculaire, pour qu ils représentent un échantillon de butane liquide et un échantillon de butane gazeux. Ajoute une légende. Echantillon de butane gazeux Echantillon de butane liquide b) Complète les phrases suivantes par «butane liquide» ou «butane gazeux» : Le... n'est pas compressible. Les molécules du. ne sont pas liées. Les molécules du... occupent tout l espace disponible. Ex. 5 : / 7 pts 7

8 Exercice 6 Daniel doit identifier la substance dont est constitué un objet. Pour cela, il pèse un cylindre gradué contenant de l eau avant et après y avoir placé l'objet. Ces deux mesures sont illustrées par la figure ci-dessous : 100 cm cm 3 256,7 g 378,2 g Masse du cylindre avec le liquide Masse du cylindre avec le liquide et l'objet a) Dans le tableau ci-dessous, mets une croix dans la colonne «Vrai» si l affirmation est correcte. Sinon, mets une croix dans la colonne «Faux» et corrige la mesure fausse. Affirmation Vrai Faux Valeur corrigée L objet a une masse de 121,5 g. Le volume de l objet est de 90 cm 3. b) Calcule la masse volumique de la substance de l objet en kg/m 3. Dans ta réponse, toutes les étapes du calcul doivent apparaître. 8

9 c) Cet objet est-il constitué d aluminium? Justifie ta réponse. Sans justification ta réponse ne sera pas prise en compte. d) Il est aussi possible d identifier cette substance en plaçant cet objet dans un four à haute température. Explique pourquoi. Propose la température minimale que devrait avoir ce four :... C Ex. 6 : / 8 pts Total de l épreuve : 39 points 9

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