ETAT ET CHANGEMENT D’ETAT DE L’EAU
Cycle 2 :
L’eau dans la vie quotidienne (glace, liquide) observations des processus de fusion et de solidification, mise en relation avec des mesures de températures.
Utilisation de thermomètres dans quelques situations de la vie courante
Cycle 3 :
Etat gazeux, fusion, solidification, ébullition,évaporation, condensation, facteur de vitesse d’évaporation. Mettre en évidence que le mélange d’eau et de glace est à 0°C. Démontrer que la masse est conservée
Education à l’environnement : Le trajet et les transformations de l’eau dans la nature
L’eau ne disparaît pas (vapeur d’eau : état gazeux)
La température de l’eau qui bout est constante
Brouillard, buée : condensation d’eau à l’état liquide en goutte microscopique.
L’état dans laquel se trouve la matière dépend de la température et de la pression
Les états de l’eau
Solide : glace en dessous de 0°C
Liquide : 0°C à 100°C
Vapeur : au dessus de 100°C
- Changement d’état à 0°C et à 100°C
- Conservation de la masse
L’eau sous toutes ses formes
Volume évalué à 1400 millions de km cube
97.3% : mers et océans
2.1% : Etat solide
0.5% : nappes souterraines
0.02% : Fleuves et rivières
Mais aussi la vapeur d’eau qui en se rassemblant forme les nuages
La solidification de l’eau
Mélange réfrigérant : ¼ de gros sel et ¾ de glace pilée fait descendre théoriquement la température à -22°C.
L’existence d’un palier de fusion-solidification à 0°C sous la pression atmosphérique normale est une propriété de l’eau pure.
Expérience
Evaporation avec un récipient en verre sur un radiateur, sur une table, dans un verre, une soucoupe, utilisation d’un sèche-cheveux, d’un ventilateur.
Connaissances
L’évaporation est la transformation de l’état liquide à l’état gazeux de la même matière.
Eau → Vapeur d’eau (invisible)
L’évaporation se produit en surface à toute température. Pour accélérer ce processus on peut agir sur l’aire de la surface du liquide, la température et l’agitation de l’air. La transformation peut se produire en sens inverse, c’est la condensation
Fusion Vaporisation
→ →
Etat solide Etat liquide Etat gazeux
← ←
Solidification Liquéfaction
Congélation Condensation
Propriétés fondamentales des changements d’état
- Causé par un transfert de chaleur
- Causé par une variation de pression
- Selon le corps, à température constante (eau à 0°C, Fer à 1535°C…)
- La substance est conservée
- La masse est conservée
- La transformation est réversible
Pression atmosphérique normal : niveau de la mer
Les obstacles pour les élèves
- La conservation de la matière
- La non-dissociation des grandeurs
- Le volume est perçu par la vue, la quantité est proportionnelle à la masse.
- Le volume varie, la masse est conservé
- L’eau à un comportement unique, son volume augmente à l’état solide et diminue à l’état liquide. C’est le contraire pour toutes les autres matières.
Expérience à faire en classe
Comment faire fondre un glaçon plus vite ?
La glace occupe-t-elle plus de place que l’eau liquide ?
Mesure de la masse à l’état solide et liquide
