Séance 3 : A quelles températures l’eau change-t-elle d’état (hypothèses, protocoles
expérimentaux)
Un bref rappel sur les découvertes de la séance précédente est organisé par l’enseignante. Les élèves se souviennent que l’eau existe sous trois états :
- Solide
- Liquide
- Gaz
et que :
- le passage de l’état solide à l’état liquide est la fusion et l’inverse la solidification.
- le passage de l’état liquide à l’état de gaz est la vaporisation.
Le problème du jour est de connaître la température de ces changements d’état :
- A quelle température l’eau se solidifie-t-elle ?
- A quelle température l’eau se vaporise-t-elle ?
Dans un premier temps, l’enseignante demande aux élèves d’écrire dans le cahier d’expériences leurs hypothèses puis de réfléchir en groupe de quatre à la mise en place d’un protocole expérimental.
Dans un second temps, l’enseignante au cours d’un regroupement de classe fait émerger les hypothèses et deux protocoles expérimentaux.
Deux expériences sont alors mises en place :
- La solidification : une éprouvette remplie d’eau est plongée dans un saladier rempli d’un mélange de glaçons et de gros sel (température de la glace : -15°C). Un thermomètre est plongé dans l’éprouvette pour en mesurer la température de l’eau.
- La vaporisation : une casserole remplie d’eau est mise à chauffer sur une plaque électrique. Un thermomètre est plongé dans l’eau à mi hauteur d’eau.
« On ne sait pas quand l’eau va geler ou bouillir, que devons nous faire ? » demande la maîtresse.
- Il faut regarder le temps !
Quel temps ?
- Il faut mesurer la température à un temps régulier !
On va mesurer toutes les deux minutes !
L’expérience est mise en place par l’accompagnateur qui aide également à la lecture du thermomètre.
Remarque : la lecture du thermomètre est un pré-requis indispensable au bon déroulement de l’activité.
Toutes les deux minutes, deux élèves viennent à la lecture des températures. L’enseignante relève les données dans un tableau.
Les élèves tracent ensuite la courbe sur leur cahier d’expériences.
La synthèse et la trace écrite feront l’objet d’une autre séance.