ATELIERS EAU cycle 3 FICHES Enseignant

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1 ATELIERS EAU cycle 3 FICHES Enseignant Récapitulatif des ateliers : Atelier Titre : je cherche.. Thème scientifique A à quelle température l eau devient de la glace. Température de congélation B si en fondant ou en gelant l eau garde Conservation de la masse lors des la même masse. changements d état de l eau. C comment se comporte la surface e l eau au repos. Horizontalité de l eau au repos D ce que devient l eau qui s évapore. Evaporation, condensation de l eau. E comment nettoyer les eaux usées. Propriétés des mélanges et solutions. F G comment distribuer l eau dans l immeuble. ce qui se passe avec différents mélanges. Vase communicants, horizontalité de l eau au repos. Propriétés des mélanges et solutions H à quelle température l eau bout. Température d ébullition. I si on peut tout filtrer. Filtration. J ce que devient le sucre dissous dans l eau. Conservation de la masse lors des mélanges et solutions. ATELIER A _ L eau liquide se solidifie à 0 C Lorsqu on relève les températures lors du changement d état, on peut repérer un palier (voir document «En savoir plus») Etats de l eau liquide solide glace solidification congélation - Le mot EAU désigne l eau liquide dans le langage courant. L eau solide peut être de la glace mais aussi de la neige ou du givre. Le mot «ETAT» (états de l eau, état solide ou liquide etc ) doit être seul utilisé et non le terme «forme» (eau sous la forme solide, etc ) Page 1 sur 8

2 Un mélange glace broyée/sel permet de descendre la température bien en dessous de zéro (- 12 à 15 C). L eau contenue dans le récipient gèle à zéro degré sauf si elle est «polluée» par du sel de la préparation. (Elle gèle alors à une température inférieure à 0 C) c est pour cela qu on met du sel sur les routes en hiver. Si les résultats des expériences des groupes sont différents, on peut amener les enfants à réfléchir sur ce thème et refaire l expérience sans pollution saline, puis avec du sel dans le mélange et formaliser ainsi le salage des routes. Je sais que l eau devient de la glace à 0 Celsius. Ce changement d état s appelle la congélation. Consigne particulière Pour faire le mélange réfrigérant, veiller à ce que les élèves prennent suffisamment de glaçons (déplacements inopinés, quantité de glace insuffisante pour la réfrigération). ATELIER B La masse de l eau se conserve lors des changements d état. Poids- Masse (utiliser le mot «masse») - Changement d état Fusion de la glace Congélation de la masse La balance étant graduée au 1/10 e de gramme, le résultat affiché varie parfois (17, ,3 g...). Dans ce cas, choisir un des deux résultats. J ai appris qu une même quantité d eau liquide ou solide (glace) a la même masse. Consigne particulière Il convient de bien faire essuyer les récipients avant la pesée pour éviter des erreurs d expérimentation. Page 2 sur 8

3 ATELIER C Lorsqu elle est au repos, la surface de l eau est horizontale. Horizontal niveau à bulle L expression «eau au repos» peut poser problème pour les élèves. Elle signifie que l eau ne bouge pas. Lorsque l eau coule ou tombe, elle n est pas au repos. J ai appris que la surface de l eau au repos est toujours horizontale. ATELIER D La vapeur d eau est un des états de l eau : l état gazeux. La vapeur d eau se forme lors de l évaporation, naturelle ou provoquée. La vapeur est présente dans l air qui nous entoure mais elle est invisible (ce que l on voit au dessus de la casserole qui chauffe n est pas de la vapeur mais de fines gouttelettes d eau). Les nuages ne sont pas de la vapeur d eau mais des micro gouttelettes ou des cristaux de glace. Quand l eau passe de l état gazeux à l état liquide, on parle de condensation. Vapeur d eau évaporation condensation état gazeux Si l on sort le saladier trop longtemps à l avance, il sera difficile d obtenir la condensation. J ai appris que la vapeur est présente dans l air qui nous entoure mais qu elle est invisible. Lorsqu elle se condense sous l effet du froid en altitude, elle forme des nuages. Page 3 sur 8

4 Consignes particulières - Bien utiliser l expression «eau à l état de gaz». - Veiller à faire sortir le saladier du réfrigérateur au dernier moment. ATELIER E Dans le cas d un mélange hétérogène, on voit des substances solides... ou en dépôt au fond du liquide. On peut récupérer le solide par filtration ou décantation (dans le cas d un dépôt). Cette propriété est utilisée dans les stations d épuration pour «nettoyer» les eaux usées. Station d épuration décantation dépôt suspension- décanter- déposer. J ai appris que l usine qui permet de nettoyer l eau s appelle une station d épuration. J ai appris que l on peut nettoyer un mélange par décantation. J ai appris que lorsque je laisse décanter un mélange d eau, d huile, de brindilles et de sable, l huile reste à la surface de l eau: on dit qu elle est en suspension. Le sable tombe au fond. Les brindilles flottent mélangées à l huile. Consignes particulières - Veiller à ce que les élèves n agitent le mélange qu une seule fois, en début d expérience. - Veiller à bien respecter le dosage du sulfate d alumine. ATELIER F L eau coule du haut vers le bas. En conséquence, le château d eau doit être situé plus haut que les immeubles pour pouvoir distribuer l eau aux étages les plus élevés. Page 4 sur 8

5 Château d eau Distribution de l eau Les élèves peuvent ne pas faire le lien entre l arrivée d eau à domicile et le principe de distribution de l eau (château d eau, réseau de distribution). L explication donnée par les enfants concernant les cas «spéciaux» de la maquette : (montagne) permettra de faire émerger leur niveau de compréhension du phénomène. J ai appris que l eau du robinet arrive grâce à un réseau de distribution. J ai appris qu elle coule du haut vers le bas et que le château d eau doit être situé plus haut que les immeubles pour pouvoir distribuer l eau aux étages les plus élevés. Consignes particulières - Bien faire repérer les châteaux d eau, le réseau d acheminement de l eau, les canalisations, les immeubles sur la maquette. - A l oral, bien faire lien entre la maquette, l environnement proche des élèves et l expérience ATELIER G Tous les mélanges ne se comportent pas de la même façon. On peut repérer : les suspensions, mélanges dont les composants se séparent au bout d un moment les solutions, dont les composants ne se séparent pas avec le temps Certains produits mélangés à l eau se dissolvent (solubles). D autres restent en suspension dans l eau (insolubles). Il est possible de récupérer certains produits solubles dans l eau par évaporation naturelle ou provoquée (sel...). Mélanges Suspension Solution Soluble Insoluble Page 5 sur 8

6 Pas de difficultés dans l expérimentation. On doit ensuite chercher d autres exemples de solution, suspension dans la vie de tous les jours. J ai appris qu on dit qu un mélange est en SUSPENSION quand les composants se séparent au bout d un moment. J ai appris qu on dit que le sable est insoluble (il ne se dissout pas). J ai appris qu on dit qu un mélange est en SOLUTION quand les composants ne se séparent pas au bout d un moment. J ai appris qu on dit que le sel est soluble dans l eau (il se dissout dans l eau). Prolongement Peut-on récupérer le sucre ou le sel dissous dans la solution? Faire imaginer et réaliser une expérience ATELIER H L eau bout à une température proche de 100 C. Ce phénomène s appelle l ébullition. Ebullition «l eau bout». L eau bout précisément à 100 C uniquement dans des conditions de pression atmosphérique et de minéralité de l eau bien définies Voir le document «savoir plus sur l eau». Dans notre expérimentation, on se contentera de «l eau bout à une température proche de 100 C». Le thermomètre à sonde étant gradué au 1/10 e, il est possible que la température d ébullition varie : 100,5 100,4 100,5 etc Prendre l une des deux mesures et expliquer aux élèves le phénomène dû à l imprécision du matériel de mesure. J ai trouvé que l eau se mettait à bouillir aux environ de 100 Celsius. Cela s appelle l ébullition. Page 6 sur 8

7 Consigne particulière Cet atelier nécessite la surveillance d un adulte. Il convient de sensibiliser fortement les élèves au danger dû à la présence de l eau bouillante mais aussi de la plaque chauffante. En aucun cas, les élèves ne doivent toucher le verre doseur après avoir fait chauffer l eau! Pour les plus grands, il est intéressant de présenter les résultats des mesures sous forme d un graphique. On note alors le palier qui correspond à la température d ébullition. ATELIER I Une eau parfaitement limpide peut contenir des substances dissoutes. Une eau limpide peut ne pas être potable. Toutes les substances ne sont pas récupérées par filtration. Limpide pure transparente propre potable filtration substance dissout Les élèves identifient bien que l eau colorée est impure et ne peut redevenir pure par filtration. Ils peuvent avoir du mal à comprendre qu une eau transparente n est pas forcément pure ou potable. On peut leur parler de microbes ou bactéries microscopiques ou de polluants agricoles (nitrates, pesticides). J ai appris que la filtration ne permet pas de nettoyer l eau de toutes ses substances. Les pollutions en particulier ne sont pas nettoyées. J ai appris qu une eau limpide n est pas forcément pure (potable). ATELIER J Une substance soluble dans l eau ne disparaît pas. Même dissous chacun des éléments qui composent une solution conserve sa masse,. La masse d une solution est égale à la somme des masses de ses composants. Page 7 sur 8

8 Se dissoudre dissolution soluble conservation masse pipette L expérience que les élèves doivent imaginer peut-être difficile à concevoir. Elle suppose que les volumes d eau sucrée et d eau pure soient rigoureusement identiques. Ils ne peuvent la concevoir que s ils ont compris qu à volume égal une eau additionnée de sucre ou de sel a une masse supérieure au même volume d eau pure. J ai appris qu une substance dissoute ne disparaît pas. J ai appris qu une eau additionnée de sucre ou de sel a une masse supérieure à une eau pure. Consigne particulière Veiller à la validité de l expérimentation proposée par les élèves (une seule variable). Page 8 sur 8