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Cinquième · Physique-Chimie · Chapitre 2

États de la matière, changements d'état et transformations

Ce que tu sauras faire

  • Caractériser les trois états de la matière (solide, liquide, gaz) par des propriétés que l'on observe : forme, volume, compressibilité.
  • Décrire un état de la matière, puis un changement d'état, avec le modèle particulaire (particules serrées ou éloignées, rangées ou désordonnées, plus ou moins agitées).
  • Nommer les six changements d'état et les reconnaître dans des situations de la vie courante.
  • Mesurer une température de changement d'état, repérer un palier sur une courbe et en déduire si une matière est un corps pur ou un mélange.
  • Expliquer que la masse se conserve lors d'un changement d'état alors que le volume varie, et s'en servir dans un calcul de proportionnalité entre masse et volume.
  • Distinguer changement d'état, mélange et transformation chimique en cherchant si une espèce nouvelle apparaît, et reconnaître quelques transformations chimiques (vinaigre et calcaire, combustion d'une bougie, rouille).
  • Appliquer les règles de sécurité avec les produits acides ou basiques du quotidien et les classer grâce à un indicateur coloré.

Au programme du chapitre

  1. Les trois états de la matière
  2. Voir l'invisible : le modèle particulaire
  3. Les six changements d'état
  4. La température pendant un changement d'état : le palier
  5. Le palier, un test pour reconnaître un corps pur
  6. La masse se conserve, le volume change
  7. Changement d'état, mélange ou transformation chimique ?
  8. Reconnaître quelques transformations chimiques
  9. Acides et bases du quotidien : la sécurité d'abord

Exercices corrigés

Exercice 1

Au-dessus d'une casserole d'eau qui bout, Lina voit un nuage blanc et dit : « C'est la vapeur d'eau, un gaz. » A-t-elle raison ? Où se trouve réellement la vapeur d'eau ?
Un coup de pouce
Un gaz peut-il se voir ? Cherche ce qui est visible, et dans quel état se trouve ce que l'on voit.
Voir la correction pas à pas
Lina n'a pas raison. La vapeur d'eau est un gaz invisible. Juste au-dessus de la surface de l'eau, il y a une zone transparente : c'est là qu'est la vapeur. Un peu plus haut, la vapeur rencontre de l'air plus froid et se liquéfie en minuscules gouttelettes d'eau liquide. Ce sont ces gouttelettes que l'on voit : le « nuage » blanc est donc de l'eau liquide. On observe deux changements d'état : la vaporisation (ébullition) dans la casserole, puis la liquéfaction dans l'air.

Exercice 2

Une seringue de 60 mL est remplie d'air et bouchée. On enfonce le piston jusqu'à lire 20 mL.
a) Par combien le volume de l'air a-t-il été divisé ?
b) Avec le modèle particulaire, dis ce qui a changé et ce qui n'a pas changé (nombre de particules, masse, distance entre les particules).
Un coup de pouce
Qu'est-ce qui est entré ou sorti de la seringue ? Et qu'est-ce qui occupe l'espace dans un gaz : les particules ou le vide ?
Voir la correction pas à pas
a) 60 ÷ 20 = 3 : le volume de l'air est divisé par 3.
b) Le nombre de particules n'a pas changé : aucune n'est entrée ni sortie, donc la masse de l'air est la même. Ce qui a changé, c'est la distance entre les particules : elles se sont rapprochées, car il y avait beaucoup de vide entre elles. Les particules elles-mêmes ne sont pas devenues plus petites. Cette compression est possible parce que l'air est un gaz.

Les pièges à éviter

  • Appeler « vapeur d'eau » le nuage blanc que l'on voit au-dessus d'une casserole.
  • Dire que le sucre « fond » dans le thé.
  • Dire « condensation » pour la buée, ou mélanger fusion et solidification.
  • Écrire que la température continue de monter pendant un changement d'état.

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