Séance 4 : A quelle température l’eau devient solide ?
L’enseignante présente la problématique du jour : A quelle température l’eau devient solide ?
Les élèves annoncent ce qu’ils pensent.
« Comment s’appelle cette étape où l’on dit ce que l’on pense être la solution ? »
« - C’est l’hypothèse ! »
Elle note au tableau les différentes propositions des élèves.
« Comment on fait pour vérifier nos hypothèses ? »
« Comment on pourrait faire pour faire des glaçons ? »
« - On pourrait mettre de l’eau au congélateur ! »
« Tu as raison, nous pourrions mettre de l’eau au congélateur mais ce n’est pas pratique ! Il faudrait ouvrir le congélateur toutes les 5 minutes, on ferait rentrer de la chaleur ! »
« Aujourd’hui, nos deux scientifiques ont une expérience qui remplacent le congélateur ! »
Les élèves sont répartis en trois groupes, chacun pris en charge soit par l’enseignante soit par un des scientifiques.
Chaque groupe dispose d’un bac rempli d’un mélange glace pilée et gros sel, d’un sac de congélation contenant une petite quantité d’eau, d’un thermomètre et d’une feuille de relevé de températures.
La température de l’eau du sac de congélation est relevée avant de le plonger dans le mélange réfrigérant. Un élève lit la température, un autre vérifie et un troisième représente la température sur la fiche de relevé.
Les températures sont relevées toutes les 3 à 4 minutes jusqu’à la solidification totale de l’eau du sac de congélation.
Important : l’enseignante a travaillé en amont la lecture de températures sur un thermomètre. Il est indispensable de consacrer une ou plusieurs séances à la lecture de températures pour se libérer en partie de cette difficulté au cours de l’expérience.
Une fois les relevés de températures réalisés, l’enseignante demande aux élèves de son groupe de faire une phrase à l’oral permettant de répondre à la question de départ.
« - L’eau devient solide à zéro degré ! »
Les élèves retournent ensuite à leur place pour la synthèse des découvertes.
Chaque groupe explique à quelle température l’eau a gelé. Tous les groupes s’aperçoivent que la température de l’eau est descendue jusqu’à 0°C. A 0°c, elle est devenue solide sous forme de glace.
Les élèves formulent la conclusion avec l’aide de l’enseignante :
« - L’eau devient solide à 0°C ! »
Pour conclure le travail réalisé avec les deux scientifiques, l’enseignante demande aux enfants d’expliquer ce qu’ils ont appris au cours des séances expérimentales.
« - On a appris à faire la fusion de l’eau ! »
« C’est quoi la fusion de l’eau ? »
« - C’est quand l’eau liquide se transforme en solide ! »
« - Non, c’est le contraire ! » dit un autre élève.
« - C’est quand l’eau solide, en glaçon, se transforme en eau liquide ! »
« Qu’est-ce qui permet la fusion ? »
« Pourquoi le glaçon se transforme-t-il en eau liquide ? »
« - Parce qu’il fait chaud ! »
« C’est la chaleur qui permet la fusion ! »
« Qu’avons nous appris d’autre ? »
«- Nous avons fait une expérience avec un saladier rempli d’eau chaude ! Ensuite nous avons recouvert le saladier d’un film plastique et avons mis des glaçons dessus ! »
« Que s’est il passé ? »
« - L’eau chaude s’est évaporé ! » « Il y a eu de la vapeur d’eau ! »
« Qu’est devenue cette vapeur d’eau ? »
« - Elle a formé de l’eau sur le film plastique ! »
« Qu’est ce qui a permis de transformer la vapeur d’eau en eau liquide ? »
« - C’est la glace sur le film ! »
« Oui, au contact du froid, la vapeur se condense sous forme d’eau liquide ! »
« Cette eau qui se condense et qui tombe, ça vous rappelle quoi ? »
« - La pluie ! »
« Oui ! Cette expérience reproduit le cycle de l’eau ! »