ETATS ET CHANGEMENTS D'ETATS DE LA MATIERE

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1 Classe de quatrième Organisation et transformations de la matière, Décrire la constitution et les états de la matière Chap. 1 ETATS ET CHANGEMENTS D'ETATS DE LA MATIERE I. Les trois états de la matière 1) Rappels La matière peut se présenter sous trois états : solide :... liquide :... gazeux :... 2) l'état de la matière Cas des glaces d'uranus Comment expliquer que sur Uranus, le méthane est sous forme solide, alors que sur Terre, il se trouve sous forme gazeuse?: Données : le méthane est le gaz que l'on trouve dans les bouteilles de gaz Au niveau de sa surface, Uranus a une température de C Au niveau de sa surface la pression est de 10 kpa, sur Terre, la pression est de 100kPa. Réponse :

2 Classe de quatrième Organisation et transformations de la matière, Décrire la constitution et les états de la matière Chap. 1 Dans le manteau le méthane est sous forme solide car il faut très froid sur Uranus : -200 C, alors que sur Terre, il fait bien plus chaud : 25 C. En fonction des conditions qui l'entoure, la matière se présente sous un certaine état. Ainsi sur Terre, l'eau peut se présenter sous forme solide, comme sur Uranus, mais aussi sous forme, liquide et gazeuse. II. Caractéristiques des différents états 1) L'état solide Propriété : Les solides ont une... Ils ne se déforment pas. Propriété : Ils peuvent...avec les doigts. Cas des solides divisés : Le sable est un solide divisé. Un solide divisé est constitué d un ensemble de solides de petite taille. Ces solides, de petite taille, ont une forme propre mais l'ensemble du solide divisé n en a pas il prend la forme du récipient qui le contient. Exemple :..., sont des solides divisés. 2) L'état liquide a. Forme d un liquide Propriété : Les liquides...(elle dépend du récipient). On ne peut pas saisir un liquide avec nos doigts. Il prend la forme du récipient qui le contient. Propriété : ils ne peuvent pas être saisi avec les doigts. b. Surface libre des liquides OBSERVE LA PHOTO, QUELQUE CHOSE TE PARAIT-IL BIZARRE? Mathias dit : «Regarde la surface de l eau est inclinée. Ton meuble est bancal» Guillaume répond : «Mais non, la photo est truquée : la surface de l eau est toujours horizontale!» Proposez une expérience qui permette de faire la même photo et réalisez un compte-rendu en vous aidant des questions suivantes : 1. La liste du matériel. 2. Un schéma de l expérience. 2

3 Classe de quatrième Organisation et transformations de la matière, Décrire la constitution et les états de la matière Chap La démarche en quelques lignes. Faites une phrase par action (étape), cette démarche doit permettre à quelqu un d extérieur de refaire l expérience 4. Réalisez l expérience. 5. Conclusion : qui avait raison?... La surface supérieure d'un liquide, (celle qui ne touche pas les parois du récipient qui le contient), s'appelle surface libre. Propriété : La surface libre d un liquide est toujours... 3) L'état gazeux Un gaz peut changer de forme, comme les liquides il n'ont pas de forme propre. En plus, ils occupent toute la place qui lui est offerte en changeant de volume (contrairement aux liquides). Propriétés : Les gaz... Ils sont capable de changer de...et d'occuper toute la place disponible. 4) résumé On peut caractériser l'état d'une matière en fonction des propriétés qu'elle possède : Etats 1 Solide Liquide Gazeux Propriétés A une forme propre Ne se déforme pas N'a pas de forme propre A une surface libre horizontale Change de forme Occupe toute la place qui lui est offerte Peut être saisi avec les doigts Ne peut pas être saisi avec les doigts Ainsi une matière qui se déforme mais n'occupe pas toute la place qui lui est offerte est forcément liquide. III. Les changements d'état 1) rappel : nom des changements d'état 3

4 Classe de quatrième Organisation et transformations de la matière, Décrire la constitution et les états de la matière Chap. 1 Voici le nom de tous les changements d états :Vaporisation (évaporation et l'ébullition), liquéfaction, fusion, solidification, sublimation et condensation. 2) Etude d'un changement d'état Définition : Un corps pur est une substance qui ne contient qu'une seule espèce chimique : de l'eau distillée par exemple, ne contient que de l'eau. Définition : Un mélange est une substance qui contient au moins 2 corps purs. Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?... Conclusion 1 : Lors de sa solidification, la température de l'eau pure reste la même : elle se stabilise à 0 C. Et ce, le tps que toute l'eau gèle. Une fois toute l'eau gelée, la température se remet à varier et diminuer. Conclusion 2 : Lors de sa solidification, la température du mélange d'huile ne cesse de diminuer. Consigne : 3) Généralisation a. Exercice 1- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 4

5 Classe de quatrième Organisation et transformations de la matière, Décrire la constitution et les états de la matière Chap Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 3- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. fusion du beurre de cacao, composé de l'acide stéarique, l'acide palmitique et l'acide oléique T (min) T ( C) b. Cas des corps purs La matière se comporte différemment lors d'un changement d'état, selon qu'elle soit pure ou non : Si elle est pure, alors il y a un palier de température : pendant le changement d'état la température du corps pur ne varie pas, le temps que tout le corps pur ait changé d'état. On obtient donc des courbes du type : 5

6 Classe de quatrième Organisation et transformations de la matière, Décrire la constitution et les états de la matière Chap. 1 c. Cas des mélanges La matière se comporte différemment lors d'un changement d'état, selon qu'elle soit pure ou non : dans le cas d'un mélange, alors, on n'observe pas de palier, la température ne cesse de varier. On obtient des courbes de changement d'état du type : Animation :

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8 Cas des glaces d'uranus Comment expliquer que sur Uranus, le méthane est sous forme solide, alors que sur Terre, il se trouve sous forme gazeuse?: Cas des glaces d'uranus Comment expliquer que sur Uranus, le méthane est sous forme solide, alors que sur Terre, il se trouve sous forme gazeuse?: Données : le méthane est le gaz que l'on trouve dans les bouteilles de gaz Au niveau de sa surface, Uranus a une température de C Au niveau de sa surface la pression est de 10 kpa, sur Terre, la pression est de 100kPa. Réponse : Données : le méthane est le gaz que l'on trouve dans les bouteilles de gaz Au niveau de sa surface, Uranus a une température de C Au niveau de sa surface la pression est de 10 kpa, sur Terre, la pression est de 100kPa. Réponse :

9 OBSERVE LA PHOTO, QUELQUE CHOSE TE PARAIT-IL BIZARRE? OBSERVE LA PHOTO, QUELQUE CHOSE TE PARAIT-IL BIZARRE? Mathias dit : «Regarde la surface de l eau est inclinée. Ton meuble est bancal» Mathias dit : «Regarde la surface de l eau est inclinée. Ton meuble est bancal» Guillaume répond : «Mais non, la photo est truquée : la surface de l eau est toujours horizontale!» Proposez une expérience qui permette de faire la même photo et réalisez un compte-rendu en vous aidant des questions suivantes : 1. La liste du matériel. Guillaume répond : «Mais non, la photo est truquée : la surface de l eau est toujours horizontale!» Proposez une expérience qui permette de faire la même photo et réalisez un compte-rendu en vous aidant des questions suivantes : 1. La liste du matériel. 2. Un schéma de l expérience. 2. Un schéma de l expérience. 3. La démarche en quelques lignes. Faites une phrase par action (étape), cette démarche doit permettre à quelqu un d extérieur de refaire l expérience 3. La démarche en quelques lignes. Faites une phrase par action (étape), cette démarche doit permettre à quelqu un d extérieur de refaire l expérience 4. Réalisez l expérience. 4. Réalisez l expérience. 5. Conclusion : qui avait raison? Conclusion : qui avait raison?...

10 Etats 1 Solide Liquide Gazeux Propriétés A une forme propre Ne se déforme pas N'a pas de forme propre A une surface libre horizontale Change de forme Occupe toute la place qui lui est offerte Peut être saisi avec les doigts Ne peut pas être saisi avec les doigts Etats 1 Solide Liquide Gazeux Propriétés A une forme propre Ne se déforme pas N'a pas de forme propre A une surface libre horizontale Change de forme Occupe toute la place qui lui est offerte Peut être saisi avec les doigts Ne peut pas être saisi avec les doigts Etats 1 Solide Liquide Gazeux Propriétés A une forme propre Ne se déforme pas N'a pas de forme propre A une surface libre horizontale Change de forme Occupe toute la place qui lui est offerte Peut être saisi avec les doigts Ne peut pas être saisi avec les doigts Etats 1 Solide Liquide Gazeux Propriétés A une forme propre Ne se déforme pas N'a pas de forme propre A une surface libre horizontale Change de forme Occupe toute la place qui lui est offerte Peut être saisi avec les doigts Ne peut pas être saisi avec les doigts

11 Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?... Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?... Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?... Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?... Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?... Solidification mise en place de l'expérience de suivi d'une solidification. Quel est l'état de la matière avant la solidification?... Quel est l'état de la matière après la solidification?... Comment peut-on obtenir cet état?... Quelle grandeur physique doit-on faire varier?... Quelle est sont unité?...

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13 Solidification de l'eau pure Lors d un TP, Philémon a mesurer l évolution de la température lors de la solidification de l eau pure. Il a obtenu les mesures inscrite dans le tableau suivant. T (min) T ( C) Trace sur le graphique ci-dessous, l allure de la courbe montrant l évolution de la température en fonction du temps : Solidification du cyclohexane pur Lors d un TP, Philémon a mesurer l évolution de la température lors de la solidification du cyclohexane. Il a obtenu les mesures inscrite dans le tableau suivant. T (min) T ( C) 16 13,5 11 8,7 6,5 6,5 6,5 6,5 6,4 4 1,6 1. Trace sur le graphique ci-dessous, l allure de la courbe montrant l évolution de la température en fonction du temps : 2. Que remarques-tu? Indique les phases où l eau est liquide, solide. 4. Entoure la phase de solidification. 2. Que remarques-tu? Indique les phases où le cyclohexane est liquide, solide. 4. Entoure la phase de solidification. Solidification de l'eau salée

14 Lors d un TP, Philémon a mesurer l évolution de la température lors de la solidification de l eau salée. Il a obtenu les mesures inscrite dans le tableau suivant. T (min) T ( C) 16 10,8 5,6 0,5-3 -3,7-4,4-5,1-5,8-9,9-14,5 1. Trace sur le graphique ci-dessous, l allure de la courbe montrant l évolution de la température en fonction du temps : Lors d un TP, Philémon a mesurer l évolution de la température lors de la solidification de l eau salée. Il a obtenu les mesures inscrite dans le tableau suivant. T (min) T ( C) 16 10,8 5,6 0,5-3 -3,7-4,4-5,1-5,8-9,9-14,5 1. Trace sur le graphique ci-dessous, l allure de la courbe montrant l évolution de la température en fonction du temps : 2. Que remarques-tu?.. 3. Indique les phases où l'eau salée est liquide, solide. 4. Existe-t-il une phase de solidification? Un palier de température? Solidification de l'eau salée 2. Que remarques-tu? 3. Indique les phases où l'eau salée est liquide, solide. 4. Existe-t-il une phase de solidification? Un palier de température?

15 Comment varie la température lors d un changement d état Comment varie la température lors d un changement d état On se propose d étudier le comportement d un corps pur lorsque les températures baissent. On se propose d étudier le comportement d un corps pur lorsque les températures baissent. 1. A ton avis, parmi les grandeurs suivantes, quelles sont celles qui vont être modifiées lors de la fusion ou de la solidification de l eau : La masse, La température, Le volume? Justifier. 2. Concevez une expérience qui permette d étudier l évolution au cours du temps de la température du liquide lors de sa solidification. Explique ton expérience et fais un schéma. 3. Relève la température et l horaire correspondant. Place tes relevés dans ce tableau. Note également l aspect de la substance : L pour liquide, S pour solide, L + S pour liquide et solide. Temps Température Aspect 1. A ton avis, parmi les grandeurs suivantes, quelles sont celles qui vont être modifiées lors de la fusion ou de la solidification de l eau : La masse, La température, Le volume? justifier. 2. Concevez une expérience qui permette d étudier l évolution au cours du temps de la température du liquide lors de sa solidification. Explique ton expérience et fais un schéma. 3. Relève la température et l horaire correspondant. Place tes relevés dans ce tableau. Note également l aspect de la substance : L pour liquide, S pour solide, L + S pour liquide et solide. Temps Température Aspect 4. Représente la variation de la température en fonction du temps sur une feuille de papier millimétré. On représente en abscisse le temps (échelle : 1 cm représente 1 minute) et en ordonnée la température (échelle : 1 cm représente 10 C). Nomme les axes et précise l unité de chaque grandeur. Gradue régulièrement les axes. Place chaque point Relie tous les points à main levée par la courbe la mieux ajustée. Donne un titre au graphique. Découpe ton graphique en différentes parties, et indique dans chaque partie l état de la substance. 4. Représente la variation de la température en fonction du temps sur une feuille de papier millimétré. On représente en abscisse le temps (échelle : 1 cm représente 1 minute) et en ordonnée la température (échelle : 1 cm représente 10 C). Nomme les axes et précise l unité de chaque grandeur. Gradue régulièrement les axes. Place chaque point Relie tous les points à main levée par la courbe la mieux ajustée. Donne un titre au graphique. Découpe ton graphique en différentes parties, et indique dans chaque partie l état de la substance. A ton avis, à quelle est la zone de la courbe qui correspond au moment du changement d état? Entoure-la sur ton graphique. A ton avis, à quelle est la zone de la courbe qui correspond au moment du changement d état? Entoure-la sur ton graphique.

16 Consigne : 4- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 5- Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 6- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. Consigne : 1- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 2- Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 3- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. Consigne : 1- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 2- Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 3- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. Consigne : 1- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 2- Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 3- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. Consigne : 1- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 2- Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 3- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. Consigne : 1- A l aide des valeurs dans le tableau, construisez le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps lors du changement d'état. 2- Relier harmonieusement (à main levée) l ensemble des points sur le graphique 3- Séparer le graphique en trois parties (utiliser des couleurs) et indiquer dans chaque partie l état sous lequel se trouve le mercure. 16

17 fusion du mercure t (min) T C liquéfaction acide acétique t (min) T C , , vaporisation du diméthylsulfoxyde t (min) T C solidification du cyclohexane pur T (min) T ( C) 16 13,5 11 8,7 6,5 6,5 6,5 6,5 6,4 4 1,6 fusion beurre composé d'acide palmitique, acide stéarique, acide oléique, d'acide butyrique T (min) T ( C) solidification de la margarine, composée d'acide palmitique, acide stéarique, d'acide oléique et d'acide myristique T (min) T ( C) fusion du beurre de cacao, composé de l'acide stéarique, l'acide palmitique et l'acide oléique T (min) T ( C) Solidification d'eau physiologique, composée d'eau, de sodium et de chlorure T (min) T ( C) 16 10,8 5,6 0,5-3 -3,7-4,4-5,1-5,8-9,9-14,5 17

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