Dis-moi pourquoi? PHASE 1: FUSION Comment faire fondre un glaçon plus vite?

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1 Classe de ce1 - ce2 Ecole Jean moulin Dis-moi pourquoi? EAU (question 3) Comment faire fondre un glaçon plus vite? Peut-on refaire un glaçon avec de l eau de fonte? Vers quelle température l eau se transforme-t-elle en glace? 1ère ETAPE : La situation PHASE 1: FUSION Comment faire fondre un glaçon plus vite? Distribution d un glaçon par enfant / observations et conceptions initiales Comment est-le glaçon? Il est dur. Il est froid. Il est carré. Si on attend que va devenir ce glaçon? Il va fondre et devenir de l eau. Est-ce que la glace est de l eau? Oui, mais congelée. Ensuite, nous avons classé les propositions de la maitresse en deux catégories : C est de l eau Ce n est pas de l eau Neige (solide) Fumée Pluie (liquide) Lait Rivière (liquide) beurre Vapeur (gazeux) (cf question 1) Grêle (solide) Glaçon (solide) Ce que nous avons déduit : La glace est de l eau à l état solide. L eau peut prendre différentes formes (solide, liquide, gazeux) Un solide a une forme, on peut le tenir dans la main. Un liquide n a pas de forme, il «coule» et prend la forme du récipient dans lequel on le met. La surface de l eau à l état liquide est horizontale. Ce que nous nous demandons : Pourquoi le glaçon fond-t-il? Toute la classe pense que c est à cause de la chaleur. A quelle température la glace devient-elle de l eau? La plupart des élèves n ont pas d idée. Certains pensent que la glace devient de l eau quand elle fait 100. (Confusion avec l ébullition vue en question 1). Si on fait fondre 100g de glace aura-t-on 100g d eau? (toute la glace devient-elle de l eau?) - 13 enfants pensent que le poids de l eau sera moins important - 5 enfants pensent que le poids de l eau sera plus important - 1 enfant pense que l eau obtenue pèsera autant que la glace 2ème ETAPE : 1 ère hypothèse et expérience

2 La glace fond à cause de la chaleur Pour vérifier cette hypothèse nous proposons différentes expériences et nous chronométrons le temps de fonte. MATIERE : L eau Comment faire fondre la glace plus vite? Expériences Temps de fonte Classement Faire fondre le glaçon entre les mains pour le réchauffer 5 min 17 sec 3 Faire fondre le glaçon sur le radiateur. 11 min 33 sec 5 Observation : le radiateur de la classe est tiède. Faire fondre le glaçon en soufflant de l air chaud 10 min 23 sec 4 Faire fondre la glaçon dans un verre d eau très chaude 1 min 34 1 Faire fondre le glaçon dans un verre d eau froide (température 4 min 52 2 du robinet) Poser le glaçon sur une assiette et attendre qu il fonde 24 min 6 3ème ETAPE : 2 ème hypothèse et expérience A quelle température la glace devient-elle de l eau? L eau obtenue après la fonte de la glace aura-t-elle le même poids? Pour répondre à ces questions il faut prendre la température de la glace qui fond et peser la glace puis l eau obtenue. Schéma de l expérience : 4ème ETAPE : Ce que nous pouvons en conclure L eau peut prendre différentes formes. Liquide / solide La glace (eau solide) se transforme en eau (eau liquide) sous l action de la chaleur = la fusion La fusion de l eau se fait à température de 0. Tan t qu il y a un mélange de glace et d eau la température reste à 0. Quand on fait fondre de la glace on obtient le même poids d eau = la matière «eau» se transforme mais ne disparaît pas.

3 PHASE 2 Peut-on refaire un glaçon avec de l eau de fonte? Vers quelle température l eau se transforme-t-elle en glace? 1ère ETAPE : La situation / les questions que nous nous posons Que faut-il pour faire de la glace? Il faut du froid, il faut refroidir l eau. A quelle température l eau se transforme-t-elle en glace? La majorité de la clase pense que l eau devient de la glace à 0. 2ème ETAPE : HYPOTHESES Nous pensons faire de la glace dans le congélateur mais cela ne nous permettra pas de voir la transformation, ni de prendre la température de l eau. Comme nous savons qu il est possible de faire de la glace dans le congélateur mais pas dans le réfrigérateur, nous décidons d en comparer les températures pour savoir si il faut beaucoup de froid pour faire de la glace. Réfrigérateur : 7 C Congélateur : - 10 C Nouvelle question : Comment faire du froid sans le congélateur? Comme nous n avons pas d idées nous nous aidons de documents. Document 1 : Nous comprenons que pour faire de la glace il faudrait utiliser de la glace conservée. Nous pensons mettre un verre d eau dans des glaçons mais la glace va fondre à cause de la chaleur dans la classe. Document 2 : A l aide de ce document nous faisons une liste du matériel nécessaire et un schéma de l expérience. 3ème ETAPE : EXPERIENCE

4 Liste du matériel : thermomètre, 1 saladier, 1 verre, de la glace pilée, du gros sel, un chronomètre Mise en œuvre et schéma : Pour répondre à nos questions nous mettons en place l expérience proposée dans le document 2. Nous prenons régulièrement la température de l eau et observons s il y a des modifications, si elle se transforme en glace. Expérience : Transformer de l eau en glace (Utilisation du mélange réfrigérant) Durée en minute Température du contenu du verre 0 min 15 C Eau à l état liquide 3 min 40 5 C Eau à l état liquide 5 min 2 C Eau à l état liquide Observations Etat physique du contenu du verre 7 min 0 C Au fond du verre l eau commence à geler un peu. 8 min 15 0 C L eau gèle de plus en plus sur les bords du verre, le thermomètre colle un peu au fond. 11 min 0 C Une partie de l eau sur les bords du verre s est transformée en glace. Il reste de l eau liquide au milieu. Le thermomètre est coincé dans la glace 16 min -1 C Toute l eau est transformée en glace. Observations : La température du mélange glace + sel (mélange réfrigérant) est inférieure à 0. L eau à commencé à geler à 0. 4ème ETAPE : Ce que nous pouvons en conclure

5 Sous l effet du froid l eau change de forme, elle passe de l état liquide à l état solide (glace) = c est la solidification. La solidification de l eau se fait à 0. Pour que l eau arrive à la température de 0 C il faut la refr oidir avec quelque chose de beaucoup plus froid. Un mélange d eau solide et de glace est toujours à 0. CE QUE NOUS AVONS APPRIS : Eau : changements d état L eau peut prendre différentes formes : liquide, solide (glace, neige, grêle), gazeux (vapeur) La fusion de l eau La glace, eau à l état solide, se transforme en eau à l état liquide sous l action de la chaleur. Cette transformation s appelle la fusion. La fusion de l eau se fait à température de 0 Celsius. Quand on fait fondre 100g de glaçon on obtient 100g d eau = la matière «eau» se transforme mais ne disparaît pas. La solidification de l eau Sous l effet du froid l eau change de forme, elle passe de l état liquide à l état solide (glace) = cette transformation s appelle la solidification. La solidification de l eau se fait à 0 Celsius. La température reste fixe et égale à 0 C tant que toute l eau n est pas transformée en glace. L eau est solide à une température inférieure à zéro degré et liquide à une température supérieure à zéro degré. Un mélange d eau solide et de glace est toujours à 0 : c est le palier de fusion/solidification.