collection 2016/Livre du prof/Extrait du livre du professeur Physique Chimie


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Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

2

La matière : états, masse et volume

Présentation Ce chapitre poursuit l’étude et la description de la matière à travers la notion d’état et l'étude des grandeurs physiques masse et volume. La deuxième activité sur les états de la matière met notamment en œuvre une démarche essentiellement qualitative. Cette activité documentaire peut facilement être enrichie grâce à l’observation de matériel disposé sur la paillasse du professeur. La relation de proportionnalité entre la masse et le volume d’un échantillon de substance est, quant à elle, étudiée dans la troisième activité. Les autres activités menées sont, elles, essentiellement quantitatives : la question de l’unité, le choix et l’usage de l’instrument de mesure y tiennent une place importante. Par ailleurs, la problématique de la définition précise d’une quantité de référence est abordée dès la première activité. Enfin, la tâche complexe permet, à travers la résolution d’un problème, de réinvestir les notions et les savoir-faire travaillés dans les activités précédentes.

Place dans la progression Ce chapitre est le premier d’une progression en spirale autour de la notion de masse volumique, approfondie dans chaque niveau de cycle.

5

e

La masse d’un échantillon de matière est proportionnelle à son volume. Propriétés des états de la matière.

Masse volumique

4

e

Le coefficient de proportionnalité entre la masse et le volume d'un échantillon de substance s'appelle la masse volumique t. On a m = t × v. Modèle particulaire, interprétation des propriétés des états de la matière.

3

e

La masse volumique d'une substance est le quotient de la masse et du volume de cet échantillon t = m . v Différents types d'alliages et matériaux composites.

Parallèlement, les connaissances acquises au cycle 3 sur les états de la matière sont réactivées et approfondies : elles permettront de mieux comprendre le lien entre l’organisation des particules microscopiques et le comportement de la matière à l’échelle macroscopique. La cohérence de la description de la matière réalisée en ce début de cycle se trouve ainsi renforcée.

Sommaire Activité 1 ................................................................................... p. 02 Activité 2 ................................................................................... p. 04 Activité 3 ................................................................................... p. 06 Activité 4 ................................................................................... p. 09 Exercices ................................................................................... p. 11 Parcours de compétences ...................................................... p. 18 Accompagnement personnalisé ............................................ p. 19 La Physique-Chimie autrement .............................................. p. 21

Annexes imprimables prêtes à l'emploi : Explications des différentes annexes ................................ p. 25 Corrigés des protocoles expérimentaux ........................... p. 26 Puzzles des protocoles ........................................................ p. 28 Schémas à compléter .......................................................... p. 30 Comptes-rendus à compléter ............................................ p. 31 Aides à la résolution de la mission .................................... p. 33

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 1

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

1

ACTIVITÉ expérimentale

La cuillère à soupe, une unité fiable ?

Présentation Le but de l’activité est d’approfondir la compréhension de la grandeur volume, déjà abordée, puis travaillée, aux cycles 2 et 3. Pour cela, l’élève va découvrir un instrument de mesure de laboratoire et réfléchir à la notion d’unité. Il sera également amené à s’interroger sur la précision des mesures puisque, d’un groupe à l’autre, mais aussi au sein d’un même groupe, chaque mise en œuvre du protocole devrait conduire à des résultats différents.

5e p. 40

Temps prévu ›T  emps total : 45 à 50 min

· É tude de la situation déclenchante et formulation de l’hypothèse : 10 min · P roposition d’un protocole : 5 à 10 min ·R  éalisation de l’expérience : 15 min ·A  nalyse des résultats, conclusion et institutionnalisation : 15 min Si les élèves doivent rédiger un compte-rendu, il peut être utile de leur donner un document à compléter. L’institutionnalisation se fera alors au cours suivant. Le compte-rendu à compléter p. 31.

Liens avec le programme

BO

Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide.

›C  ette activité fait travailler les élèves sur la mesure des volumes et pose les bases de la découverte progressive de la grandeur

masse volumique. L’activité prépare également l’étude ultérieure des variations qui ont lieu au cours des changements d’état.

›E  lle donne à l’élève l’occasion d’apprendre à utiliser correctement une éprouvette graduée et permet de travailler la compé-

tence : ■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un protocole, effectuer une mesure Autres compétences possibles : ■ Présenter mon résultat avec l’unité adaptée ■ Organiser mon temps et mon espace de travail lors d’une expérience ■ Travailler en groupe

Situation déclenchante La recette de cuisine induit un travail sur la grandeur volume car l’unité non métrique utilisée amène deux problèmes : celui de la valeur et celui de la précision.

Formulation d’une hypothèse 1. Lors de la formulation de l’hypothèse, il est possible que la plupart des élèves aient l’intuition que la cuillère à soupe n’est pas une unité précise de mesure. Cependant, la recette de cuisine proposée utilise le gramme qui est une unité de mesure précise. Cela peut donc amener l’élève à supposer que toutes les unités données dans la recette sont précises. Dans tous les cas, l’important est que la formulation utilisée par l’élève corresponde bien à l’énoncé d’une hypothèse, et non à celle d’un fait établi.

Expérimentation 2. Protocole : 1 Identifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives. 2 Poser l’éprouvette graduée bien à plat sur la table. 3 À l’aide d’une cuillère à soupe, prélever 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée. 4 Relever la mesure et la noter sans oublier l’unité. 3. a. 

Matériel et produits :  1 cuillère à soupe  1 éprouvette graduée  eau ou lait Le protocole à distribuer p. 26.

Conseil :  Il est préférable de ne pas donner de consigne particulière sur la manière de remplir les cuillères. Ainsi, il sera plus probable que d’une tentative à l’autre, les résultats soient différents ce qui est l'observation à laquelle les élèves doivent parvenir.

F ournissez des cuillères à soupe différentes aux élèves afin de faire varier les résultats.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 2

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

3. b. S elon la cuillère à soupe utilisée, les mesures peuvent varier entre 25 mL et 48 mL. 3. c L es élèves remplissant plus ou moins bien la cuillère d’une fois à l’autre, ils peuvent obtenir une variation de 2 ou 3 mL.

Analyse des résultats 4. L es valeurs devraient différer entre les groupes, en particulier si la précaution a été prise de leur fournir des cuillères à soupe différentes. 5. L e manque de précision de la cuillère à soupe en tant qu’unité est une hypothèse qui se vérifie sans difficulté. Il peut être intéressant de proposer aux élèves d’identifier la provenance du manque de précision : l’utilisation de différents modèles de cuillères à soupe, et la variation du remplissage de la cuillère.

Conclusion 6. L ’éprouvette graduée permet d’effectuer une mesure précise du volume au laboratoire.

Les indicateurs de réussite ✔ Mesurer précisément le volume d’un liquide avec le matériel adapté

✔ Utilisation des unités de volume

L’élève a réalisé correctement le protocole si :

L’élève doit avoir utilisé une éprouvette graduée pour effectuer sa mesure. Cette manipulation a été bien faite si :

L’élève a indiqué les unités de chaque résultat :

› il a proposé une liste de

› l’éprouvette graduée a été posée bien à plat ;

› le nombre de cuillerées

✔ Proposition d’un protocole

consignes cohérentes avec son hypothèse ;

› il a rédigé correctement

les consignes en utilisant des verbes à l’infinitif ;

› il a numéroté chaque étape.

› l’élève a bien évalué le volume entre deux

graduations consécutives de l’éprouvette ;

› l’élève a bien positionné son œil

est accompagné de l’unité « cuillère à soupe » ;

› le volume mesuré avec

l’éprouvette est accompagné de l’unité « mL ».

à l’altitude du ménisque ;

› la lecture du volume s’est effectuée

en bas du ménisque.

Ressources › La situation déclenchante s’appuie sur le problème des unités en cuisine. Il peut être utile de bien montrer aux élèves que

les unités non métriques sont très répandues dans les recettes de cuisine. La pertinence de l’étude menée sera renforcée. On peut, dans ce but, leur montrer combien les convertisseurs d’unités destinés à la réalisation de recettes de cuisine sont courants avec les exemples suivants : ▪ http://www.the-converter.net/fr/volumes/cs/cc ▪ http://www.marmiton.org/pratique/table-conversion-mesures.aspx ▪ https://www.unitjuggler.com/convertir-volume-de-tbs-en-teaspoonus.html

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 3

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ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE

États de la matière : les différences

5e p. 41

Présentation Le but de cette activité est d’identifier les différentes propriétés macroscopiques des états de la matière à partir de documents photographiques. Un second objectif est également poursuivi : l’introduction du vocabulaire spécifique aux descriptions des états de la matière (forme propre, surface libre).

Temps prévu ›T  emps total : 35 min

· Présentation de l’activité et des documents : 5 min · Recherches personnelles des élèves : 10 min · Mise en commun, correction et institutionnalisation : 20 min

Liens avec le programme

BO

Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).

›L  e programme indique explicitement que les élèves doivent être capables de caractériser les différents états de la matière. Cet

acquis sera réinvesti, plus tard dans le cycle, pour établir la liaison entre l’organisation de la matière à l’échelle microscopique et ses propriétés dans un état donné à l’échelle macroscopique. ›C  ette activité permet de travailler la compétence : ■ COMPÉTENCE Interpréter des résultats Autres compétences possibles : ■ Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques

Pour répondre à la problèmatique Les documents photographiques et le bloc de vocabulaire permettent aux élèves de s’appuyer sur les notions de forme propre, de surface libre et sur l’observation des variations du volume d’un gaz pour différencier et caractériser chaque état de la matière.

Document(s) ›D  oc. 1 : Q  uatre photographies montrant que la forme d’un glaçon ne change pas,

quels que soient la forme et l’inclinaison de son récipient. › D  oc. 2 : Q  uatre photographies montrant qu’un liquide prend la forme du récipient qui le contient et que sa surface libre reste plane et horizontale. ›D  oc. 3 : Quatre photographies montrant que de la farine prend la forme du récipient mais que sa surface libre n’est pas nécessairement plane et horizontale. ›D  oc. 4 : Trois photographies montrant que le volume d’un gaz peut varier.

Résultats et interprétation 1. L e glaçon garde sa forme quel que soit le récipient dans lequel il se trouve (bécher, verre à pied) et son inclinaison. 2. L e liquide prend la forme de l’intérieur du récipient dans lequel il se trouve : cylindrique dans le bécher et conique dans le verre à pied. 3. La surface libre du liquide immobile est plane et horizontale quelle que soit l’inclinaison du récipient. 4. O  n note que : V1 = 30 mL ; V2 = 20 mL ; V3 = 40 mL. Comme précisé dans le titre du document, la seringue reste hermétiquement fermée d’une image à l’autre. On peut alors affirmer que c’est le même échantillon de gaz qui se trouve à l’intérieur et en déduire que selon l’action exercée sur le piston, son volume peut changer. 5. L a forme des liquides peut changer, contrairement à celle des solides. Les solides possèdent donc une forme propre. 6. Le volume des gaz peut augmenter ou diminuer.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 4

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e Synthèse 7. En comparant deux à deux les propriétés des différents états de la matière, on identifie les points communs suivants : Comparaison solide/liquide

Comparaison solide/gaz

Comparaison liquide/gaz

Comparaison solide divisé/ solide

Comparaison solide divisé/ liquide

Comparaison solide divisé/gaz

non compressible

/

pas de forme propre

peuvent être saisis

pas de forme propre

pas de forme propre

8. L a farine se comporte à la fois comme un solide et un liquide. En effet, comme les liquides, elle prend la forme du récipient qui la contient et, comme les solides, sa surface libre n’est pas horizontale lorsqu’on la penche.

Questions supplémentaires À partir des documents présentés et dans l’objectif de s’approcher de la formulation des éléments du bilan, il est possible de demander aux élèves : 1. Qu’y a-t-il de particulier dans la manière dont un gaz occupe un récipient ? Réponse : tout l’espace disponible est occupé.

2. Quelle précision doit être apportée concernant l’état du liquide pour que la surface libre soit effectivement plane et horizontale ? Réponse : le liquide doit être au repos.

Les indicateurs de réussite ✔ Relever des informations dans des documents visuels

✔A  nalyser une photographie et remarquer un phénomène

L’élève doit avoir utilisé les photos pour extraire des informations qualitatives et quantitatives :

L’élève doit avoir analysé correctement les documents photographiques en remarquant :

›o  bservation de la fermeture étanche de la seringue par

›q  ue la forme change selon le récipient utilisé et l’état

l'index de l’opérateur ;

› lecture du volume de l’échantillon de gaz que contient la

seringue pour chaque position du piston.

physique étudié ;

›q  ue la surface libre reste plane et horizontale pour les

liquides ;

›q  ue la farine prend la forme du récipient qui la contient

mais que sa surface libre n’est pas forcément plane et horizontale.

Ressources Quelques vidéos pouvant être projetées lors de l’activité afin d’illustrer davantage les propriétés des états de la matière : › Vidéo d’observation de la surface libre des liquides : https://www.youtube.com/watch?v=280okzxMY-s › Vidéo de changement de forme d’un même échantillon de liquide en fonction du récipient : https://www.youtube.com/watch?v=pQ5dh-B6Yvw › Récapitulatif vidéo exhaustif des propriétés des différents états de la matière : https://www.youtube.com/watch?v=LOV1EVdud78

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 5

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

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ACTIVITÉ expérimentale

Quelle est la masse d’un litre d’eau ?

5e p. 42

Présentation L’objectif de cette activité est d’amener l’élève à identifier puis exploiter la relation de proportionnalité qui lie la masse et le volume d’un échantillon de substance. Maitriser cette relation permettra aux élèves de comprendre le principe de fonctionnement d’objets de la vie courante tels que le verre mesureur.

Temps prévu ›T  emps total : 50 à 55 min

· Étude de la situation déclenchante et formulation de l’hypothèse : 10 min · Proposition d’un protocole : 5 à 10 min · Réalisation de l’expérience : 15 min · Analyse des résultats, conclusion et institutionnalisation : 20 min Si les élèves doivent rédiger un compte-rendu, il peut être utile de leur donner un document à compléter. L’institutionnalisation se fera alors au cours suivant.

Le compte-rendu à compléter p. 32.

Liens avec le programme

BO

Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide.

›E  n amenant les élèves à travailler la relation entre les valeurs de masse et de volume, cette activité prépare la découverte ulté-

rieure de la grandeur masse volumique. En effet en 4e, la masse volumique sera définie comme le coefficient de proportionnalité entre la grandeur masse et la grandeur volume. ›C  ette activité donne à l’élève l’occasion de perfectionner son utilisation de l’éprouvette graduée et permet de travailler la compétence : ■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un protocole, effectuer une mesure Autres compétences possibles : ■ Concevoir une expérience pour tester une hypothèse ■ Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral ■ Conclure, valider ou non l’hypothèse

Situation déclenchante Réunissant une activité sportive et un élément de la vie quotidienne, la question que se pose Fanny a pour but d’amener l’élève à envisager une relation entre la masse et le volume d’une substance.

Formulation d’une hypothèse 1. Lors de la formulation de l’hypothèse, il est possible que de nombreux élèves répondent 1 kg car c’est une valeur facile à mémoriser qui a déjà pu être évoquée dans les cycles précédents ou dans leur vie quotidienne.

Expérimentation et observation 2. Protocole : 1 Poser la balance bien à plat puis allumer celle-ci, et attendre que la valeur 0 g s’affiche. 2 Poser l’éprouvette graduée vide sur la balance. 3 Appuyer sur « TARE ». 4 Retirer l’éprouvette graduée de la balance et la remplir d’eau jusqu’à 100 mL. 5 Poser à nouveau l’éprouvette sur la balance et noter la valeur affichée sans oublier l’unité.

Matériel et produits :  balance  éprouvette graduée de 100 mL  bécher et pipette  eau liquide

Le protocole à distribuer p. 27. Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 6

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e 3.

Conseils :  Si c’est prévu dans leur protocole, vous pouvez laisser les élèves remplir l’éprouvette d’un échantillon d’eau de volume quelconque qu’ils mesureront en même temps que la masse. Il faudra cependant veiller à ce que le remplissage de l’éprouvette ne soit pas trop faible : l’erreur absolue liée à la précision de l’éprouvette et à la lecture de l’élève correspond à une erreur relative plus grande si le volume mesuré est faible. Cette dernière pourrait alors devenir suffisamment importante pour affecter le résultat finalement obtenu pour la masse d’un litre d’eau.  Mesurer un volume d’eau à l’aide d’une éprouvette permet de réactiver les éléments présentés dans la fiche méthode n°6 p. 217 « Mesurer un volume », utilisée dans l’activité 1. Avant d’inciter les élèves à prendre à nouveau connaissance de cette fiche, vous pouvez dans un premier temps rappeler qu’ils ont déjà eu l’occasion de découvrir qu’une méthode de lecture spécifique doit être utilisée pour mesurer un volume. 3a. 100

100

80

80 Eau V = 100 mL

60

60

40

40

20

20

000,00 g TARE

100,00 g TARE

3B. La balance affiche 100 g.

Les schémas à compléter p. 30.

Analyse des résultats 4. D’après l’expérience réalisée, on sait que 100 mL d’eau liquide ont une masse de 100 g. Par ailleurs, 1 L = 1 000 mL. volume en mL

100

1 000

masse en g

100

m

L’égalité des produits en croix s’écrit : 100 × m = 100 × 1 000. 100 × 1 000 = 1 000 g = 1 kg 100 La masse d’un litre d’eau liquide est donc d’un kilogramme. Elle se reformule en : m =

5. L’hypothèse était donc juste.

Conclusion 6. 1 re réponse possible : Calcul de la masse de l’eau contenue dans un pack de six bouteilles d’un litre d’eau : Dans un pack de 6 bouteilles d’eau, il y a 6 L d’eau et je sais que 1 L d’eau a une masse de 1 kg, donc : volume en L

1

6

masse en kg

1

m'

L’égalité des produits en croix s’écrit : 1 × m' = 1 × 6 Elle se reformule en m’ =

1#6 = 6 kg 1

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 7

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e 2e réponse possible : Les élèves peuvent ne pas avoir utilisé la masse d’un litre d’eau mais uniquement leurs résultats expérimentaux. Calcul de la masse de l’eau contenue dans un pack de six bouteilles d’un litre d’eau : Dans un pack de 6 bouteilles d’eau, il y a 6 L d’eau. Or, dans 1 L d’eau il y a 1 000 mL d’eau, donc dans 6 L il y a 6 000 mL d’eau. On sait que 100 mL d’eau a une masse de 100 g, donc : volume en mL

100

6 000

masse en g

100

m’

L’égalité des produits en croix s’écrit : 100 × m’ = 100 × 1 000. 100 × 6 000 Elle se reformule en : m’ = = 6 000 g 100 Or, 1 000 g correspondent à 1 kg, donc 6 000 g correspondront à 6 kg.

Questions supplémentaires Questions supplémentaires possibles, pour des élèves qui ont bien compris l’activité : 1. Faudrait-il le même nombre de bouteilles d'un litre d’huile pour atteindre cette masse ? 2. Qu’est-ce que cela veut dire ?

Les indicateurs de réussite ✔ Mesurer un volume avec une éprouvette graduée

✔ Mesurer une masse avec une balance

✔ Utiliser la proportionnalité pour calculer la masse d’un volume donné d’eau

L’élève a bien réalisé ses mesures si :

L’élève a bien réalisé ses mesures si :

L’élève a bien utilisé la proportionnalité si :

› l’éprouvette a été posée bien

› la balance a été posée bien

› il a construit et complété un tableau de

› il n’a posé l’éprouvette sur

› il a utilisé l’égalité des produits en croix pour

à plat pendant la lecture du volume ;

› il a bien positionné son œil en

face du ménisque ;

› il a effectué la lecture en bas

du ménisque.

à plat sur la paillasse ;

le plateau que lorsque la balance était allumée ;

proportionnalité ;

exprimer la valeur cherchée en fonction de celles connues.

› il a appuyé sur « TARE »

avant d’ajouter l’eau dans l’éprouvette graduée.

Ressources › La valeur communément présentée est approximative puisqu’elle dépend en réalité de la température et de la pression. Par

ailleurs, sous pression normale, la masse volumique mesurée la plus élevée n’est pas parfaitement égale à 1 000 g pour 1 L. ▪ Tables des valeurs de la masse volumique de l’eau en fonction de la température à pression normale : http://www.econologie.com/masse-volumique-eau-temperature/ ▪ Page wikipédia sur l’anomalie dilatométrique de l’eau et son maximum de densité à 4°C : https://fr.wikipedia.org/wiki/Anomalie_dilatometrique ▪ Vidéo montrant la mise en œuvre du protocole de mesure de la masse d’un litre d’eau : https://www.youtube.com/watch?v=tm-ikrcRUmQ

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 8

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

4

Tache complexe

Can you measure in english?

5e p. 43

Présentation Le but de cette activité est de permettre à l’élève de consolider la distinction entre la masse et le volume, et d’introduire la proportionnalité entre ces deux grandeurs physiques pour d’autres substances que l’eau.

Temps prévu ›T  emps total : 50 à 55 min

· Mise en place et présentation : 10 min · Travail des groupes : 25 à 30 min · Échange, restitution et correction : 15 min

Liens avec le programme

BO

Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide.

›C  omme la troisième activité, cette tâche complexe fait travailler les élèves sur la relation entre la masse et le volume d’un

échantillon de substance. Elle prépare, plus précisément, la découverte progressive de la grandeur masse volumique et donne aux élèves l’occasion de travailler à nouveau la lecture d’un volume dans un récipient gradué. ›C  ette activité permet de travailler les compétences : ■ COMPÉTENCE Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques ■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un raisonnement simple et logique pour résoudre un problème Autres compétences possibles : ■ Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations ■ Présenter mon résultat avec l’unité adaptée ■ Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques

Situation déclenchante La recette proposée active la notion de quantité sans faire la distinction entre les masses et les volumes. C’est donc à l’élève d’associer à chaque ingrédient l’état physique, la grandeur et l’unité qui lui correspondent, en s’appuyant sur ses connaissances et sur les éléments des documents suivants.

La mission et ses indicateurs de réussite Il existe plusieurs chemins possibles pour répondre à la mission proposée. Chacune de ces clés de résolution peut être reliée à un indicateur de réussite.

Clé de résolution numéro 1 ›L  ’élève a besoin de réussir à :

• Identifier la masse d’une tasse d’eau. Pour cela, il doit d’abord relever les masses affichées par la balance avant et après remplissage de la tasse. • Ensuite il doit calculer la différence entre ces masses pour connaitre la masse d’eau ajoutée correspondante. L’absence d’utilisation de la tare est le principal obstacle de cette clé.

›R  éponse : La masse de la tasse

d’eau vide est de 230 g, tandis que sa masse lorsqu’elle a été remplie d’eau est de 480 g. Un volume d’eau d’ « une tasse » a donc pour masse 250 g, qui est la valeur obtenue en faisant la différence 480 ⁻ 230.

›D  ocument(s) référent(s) : Doc. 2 ›A  ide à donner : Sarah et Léo n’ont

pas utilisé la fonction « TARE » de leur balance. La masse affichée correspond à chaque fois à l’ensemble de ce qui est posé sur le plateau. › I ndicateur de réussite associé : J’ai déterminé le volume d’une tasse en millilitres.

Des aides à distribuer p. 33. Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 9

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

Clé de résolution numéro 2 ›L  ’élève a besoin de réussir à :

• déduire le volume de l’unité « tasse » à partir de la masse d’une tasse d’eau.

›R  éponse : Puisque que 1 000 g

d’eau ont un volume de 1 000 mL, alors 250 g d’eau auront un volume de 250 mL. Une « tasse » correspond à un volume de 250 mL.

› Document(s) référent(s) : Doc. 2 ›A  ide à donner : On a vu dans

l’activité 3 que la masse de 1 000 mL d’eau est de 1 000 g. Cela permet de déduire le volume d’une masse d’eau connue.

Clé de résolution numéro 3 ›L  ’élève a besoin de réussir à :

• calculer les volumes des ingrédients liquides • puis les convertir dans l’unité utilisée dans la recette à compléter.

›R  éponse : On déduit du volume

› Document(s) référent(s) : Doc. 1

d’une « tasse », les volumes des autres ingrédients de la recette : ▪ deux tasses de sucre : 500 mL de sucre ; ▪ une tasse de lait : 250 mL de lait ; ▪ une demi tasse d’huile : 125 mL d’huile, soit 125 mL = 12,5 cL ; ▪ une tasse d’eau : 250 mL d’eau, soit 250 mL = 2,50 dL d’eau.

›A  ide à donner : Rappel du tableau

de conversion des unités de volume. L

dL

cL

mL

› I ndicateur de réussite associé :

J’ai calculé les volumes pour les ingrédients liquides.

Clé de résolution numéro 4 ›L  ’élève a besoin de réussir à :

• déterminer graphiquement la masse de deux « tasses », soit 500 mL de sucre en poudre.

›R  éponse : Deux « tasses » de

sucre en poudre font un volume de 500 mL. Sur le graphique du document 3, on lit que le point d’abscisse 500 mL a une ordonnée de 400 g. Il faut donc 400 g de sucre pour cette recette.

Ressources › Les unités non-métriques ont en réalité des

valeurs qui dépendent du pays dans lequel on se trouve. Pour notre activité, par souci de lisibilité, le document 2 correspond à des tasses canadiennes. Les autres valeurs existantes sont présentées ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Unit%C3%A9s_ de_mesure_pour_la_cuisine › Il est fort possible que les élèves demandent à quoi ressemble un appareil à confiture : https://www.amazon.fr/SEB-Seb-MJ701101Confiturier-Vitafruit/dp/B000TGMOBI/ref=sr_ 1_1?ie=UTF8&qid=1492007260&sr=8-1&key words=machine+pour+confiture

› Document(s) référent(s) : Doc. 3 ›A  ide à donner : Les points qui

composent la courbe présentée dans le document 3 ont pour abscisse un volume donné de sucre et pour ordonnée la masse de sucre en poudre correspondante. › I ndicateur de réussite associé : J’ai utilisé le graphique pour trouver la masse du sucre.

Pistes complémentaires À partir du tableau suivant, on peut demander aux élèves de vérifier que la traduction donnée pour la farine est correcte : Volume (en mL)

100

200

300

500

1 000

Masse (en g)

100

100

100

100

100

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 10

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

Exercice corrige 10

5e p. 47

Désinfectant périmé.

■ COMPÉTENCE Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral Autre compétence possible : ■ Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques ■ Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 11

Lait tourné.

■ COMPÉTENCE Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral Autre compétence possible : ■ Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques ■ Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1. L ’unité utilisée est le cL. Les graduations marquées sont 10 et 15 cL. Cela correspond à un écart de 15⁻10 = 5 cL. Entre ces deux graduations marquées, il y a 2 intervalles, donc : Nombre d’intervalles

2

1

Volume correspondant en cL

5

V

L’égalité des produits en croix correspondante est 2 × V = 51 dont on déduit que :

2. Calcul du pourcentage de lait perdu : Je sais que 1 L correspond à 100 cL, d’où le tableau de proportionnalité suivant : Volume en cL

100

12,5

Pourcentage en %

100

p

L’égalité des produits en croix correspondante est 100 × p = 100 × 12,5 dont on déduit : 100 × 12,5 = 12,5 % soit 12,5 % du lait est perdu. p= 100 ou On peut aussi calculer directement le pourcentage à partir de la formule classique. Je sais que 1 L correspond à 100 cL :

:

5#1

V= = 2,5 cL 2 Donc un intervalle correspond à un volume V = 2,5 cL. On se place sur la graduation 10 cL et on compte de 2,5 cL en 2,5 cL. Le volume V contenu dans cette éprouvette graduée est de 12,5 cL.

p=

100 × 12,5 = 12,5 % soit 12,5 % du lait est perdu. 100

Je m’entraine 12

5e p. 48

Le sucre en poudre.

■ COMPÉTENCE Interpréter des résultats Autre compétence possible : Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant le vocabulaire adapté

· Introduire le sable dans l’éprouvette graduée jusqu’à la graduation 200 mL (car 1 cm3 = 1 mL). (d.) · Lire la masse affichée par la balance.

1. Le sable est un solide divisé, chaque grain a sa forme propre, mais l’ensemble des grains prend la forme du récipient qui le contient. 13

Mesurer la masse du sable.

■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un protocole, effectuer une mesure Autre compétence possible : Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1.  · Poser la balance bien à plat. · Allumer la balance. (a.) · Poser une éprouvette graduée sur la balance. (b.) · Appuyer sur « TARE ». (c.)

000,00 g

a. 14

250

250

250

200

200

200

150

150

150

100

100

100

50

50

50

048,00 g

b.

000,00 g

c.

360,00 g

d.

Je lis des volumes sur des éprouvettes.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1.  A : 37 mL (graduations de 1 mL en 1 mL) B : 34 mL (graduations de 2 mL en 2 mL) C : 25 mL (graduations de 5 mL en 5 mL) D : 25 mL (graduations de 25 mL en 25 mL)

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 11

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e 15

17

J’utilise un tableau de conversion.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1.  m3

3

0

dm3 hL daL

L

4 0

5

5,

cm3 dL

cL 3

1.

mm3

mL 0

0 0, 5

3 0

18

5 0

0

2. Après avoir déplacé la virgule à droite de la colonne de l’unité d’arrivée, et après avoir ajouté des zéros dans cette colonne et les colonnes intermédiaires, on obtient : dm3 hL daL

3

0

4 0

5 0

■ COMPÉTENCE Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques

 1

m3

Surface libre.

L 0, 5 0, 0, 0, 0,

cm3 dL 0

cL 3

mL 0

0 0 0

1 0 0

0 0 5

5 0

■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un raisonnement logique simple pour résoudre un problème Autre compétence possible : Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques 1.

mm3

3 0

Je reconnais les trois états physiques.

A L’état représenté est le solide divisé car :

0

· la substance n’occupe pas tout l’espace offert par le récipient et ne peut donc pas être à l’état de gazeux ; · la substance n’a pas une surface libre plane et horizontale et ne peut donc pas être à l’état liquide ; · la substance n’a pas de forme propre puisqu’elle a pris la forme du récipient et ne peut donc pas être un solide simple.

B L’état représenté est le gaz car la substance occupe tout

m

dm

3

3

0, 0, 0, 0, 0, 0,

cm

3

hL daL 0 0 4 5 0 0 0 0 0 0 0

mm

3

L 0 5

dL 0

cL 3

mL 0

0 0 0

0 0 0

1 0 0

0 0 5

3

3 0

5 0

0

 n’y a plus qu’à lire les valeurs exprimées en m ou en L : Il a. 30 mL = 0,030 L = 0,000 030 m3 b. 45,5 daL = 455 L = 0,455 m3 c. 300 hL = 30 000 L = 30 m3 d. 10 cm3 = 0,010 L = 0,000 010 m3 e. 0,35 cm3 = 0,000 35 L = 0,000 000 35 m3 f. 5 000 mm3 = 0,005 L = 0,000 005 m3 3

16

Je convertis.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1. 3  0 mL = 0, 30 dL 2. 1  ,5 L = 150cL 3. 4  5 daL = 45 0000 mL 4. 25dm3 = 25 000 000 mm3 5. 7  8 dm3 = 0,000078 m3 6. 6  5,5 m3 = 65500 dm3

l’espace offert. C L’état représenté est le liquide car la substance a pris la forme du récipient et n’a donc pas de forme propre, tandis que sa surface libre est plane mais pas horizontale. D L’état représenté est le solide divisé car : · la substance n’occupe pas tout l’espace offert par le récipient et ne peut donc pas être à l’état de gazeux ; · la substance n’a pas une surface libre horizontale et ne peut donc pas être à l’état liquide ; · la substance n’a pas de forme propre puisqu’elle a pris la forme du récipient et ne peut donc pas être un solide simple.

E Deux états sont représentés. La substance de l’un a une

forme propre et représente donc l’état solide. L’autre occupe tout l’espace offert restant et représente donc l’état gazeux.

F L’état représenté est le gaz car : · la substance n’a pas de forme propre puisqu’elle a pris la forme du récipient et ne peut donc pas être un solide simple ; · la substance n’a pas de surface libre et ne peut donc pas être un liquide.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 12

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

Une notion, trois exercices

5e p. 49

Pistes de mise en œuvre 1. La mise en œuvre la plus simple consiste à laisser les élèves choisir eux-mêmes leur couleur d’énoncé. Pour cela il est nécessaire qu’ils perçoivent bien ce qui les rend différents les uns des autres. Vous pouvez ainsi expliquer à vos élèves que : • l’objectif et la méthode sont parfaitement similaires dans les trois exercices et que les situations étudiées ne diffèrent qu’à travers de petits détails présents dans l’énoncé de départ ; • l’accompagnement est inverse au nombre de questions : le but étant le même, les questions supplémentaires correspondent à du guidage et donc de l’aide en plus ; • il est important d’identifier la couleur d’énoncé qui permet de progresser. Choisir l’énoncé qui accompagne le plus alors que ce n’est pas nécessaire ne permet pas de progresser. Dans cette explication, la notion de « besoin d’accompagnement » est une approche positive qu’il faudra préférer à la dichotomie facile/difficile.

2. À l’image de l’exercice corrigé et de son exercice similaire, les énoncés différenciés peuvent être utilisés dans une optique de travail récurrent de la notion. On proposera alors à toute la classe de commencer par l’énoncé orange, en indiquant aux élèves qui rencontrent des difficultés dès la question 1 de se réorienter vers l’énoncé vert. Les élèves qui parviendront à résoudre l’énoncé vert seront alors invités à réinvestir la base méthodologique travaillée en reprenant ultérieurement l’énoncé orange. Parallèlement, on proposera à ceux qui ont terminé l’énoncé orange rapidement de réinvestir la base méthodologique en essayant l’énoncé rouge. 3. En procédant préalablement à une évaluation diagnostique sur les conversions et l’utilisation des tableaux de proportionnalité, on pourra orienter les élèves vers la couleur d’énoncé correspondant à son besoin d’accompagnement.

Liens entre les trois exercices • L ’énoncé vert prévoit une question pour chacune des tâches à réaliser, les bases des tableaux de conversion et de proportionnalité lui étant fournies. •D  ans l’énoncé orange, l’élève devra s’approprier spontanément l’information sur le volume disponible. L’utilisation des tableaux de conversion et de proportionnalité lui est suggérée mais il doit les dresser sans modèle. De plus, la comparaison du volume disponible et du volume nécessaire est laissée à son initiative. •D  ans l’énoncé rouge, l’ensemble des opérations est laissé à l’initiative de l’élève et aucune aide n’est fournie. Pour résoudre chacun de ces exercices, l’élève doit prendre l’initiative de : Extraire les informations de l’énoncé.

Exercice vert ✔

Exercice jaune

Exercice rouge





Identifier le volume disponible dans un récipient qui doit accueillir une substance.





Dresser un tableau de conversion des unités de masse.





Convertir en kg une masse exprimée en g. Dresser un tableau de proportionnalité.

✔ ✔

Utiliser le tableau proportionnalité pour calculer le volume qu’occupe un échantillon donné de substance. Comparer le volume disponible dans le récipient avec celui de l’échantillon que l’on veut y placer.









Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 13

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

19

Y a-t-il assez de place ?

■ COMPÉTENCE Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral Autre compétence possible : Présenter mon résultat avec l’unité adaptée › Du sable au fond d’un aquarium

1. L ’aquarium possède un volume de 24 L, Zineb ajoute 20 L d’eau. 24 ⁻ 20 = 4. Il reste un volume libre de 4 L dans l’aquarium.

On effectue ensuite un produit en croix pour déterminer le volume V occupé par 4,5 kg de sable. On a l’égalité 1,5 × V = 1 × 4,5 qui permet de trouver que :

2. 1  L de sable possède une masse de 1 500 g. On complète alors le tableau en plaçant le 0 des unités dans la colonne « g ». On place ensuite la virgule dans la colonne de la nouvelle unité : le kg.

V= = 3 L 1, 5 4,5 kg de sable occupent un volume de 3 L.

kg

hg

dag

g

1,

5

0

0

dg

cg

mg

1 L de sable possède donc une masse de 1,5 kg. 3. O  n complète le tableau de proportionnalité : masse en kg

1,5

4,5

volume en L

1

V

1 # 4, 5

4. Il reste 4 L de libre dans l’aquarium, le sable occupe 3 L. Le volume de sable est plus petit que le volume libre de l’aquarium. 5. Il y a un plus grand volume disponible dans l’aquarium que le volume occupé par le sable. Zineb peut donc verser le sable dans l’aquarium.

› Des grains dans un silo

› Le volume du sucre en poudre

1. 3  50 g = 0,350 kg

1. Il faut calculer le volume occupé par 800 g de sucre. 800 g = 0,8 kg. On sait que 1 kg de sucre occupe un volume de 1,18 L.

2. 1  kg de farine occupe un volume de 1,90 L. On complète alors le tableau de proportionnalité : masse en kg

1

0,350

volume en L

1,9

V

Ce tableau amène l’égalité des produits en croix : 1 × V = 1,9 × 0,350 ce qui permet de déterminer le volume V occupé par les 350 g de farine : 1,9 × 0,350 = 0,665 L 100 3. P uisque 0,665 L > 0,6 L, Mattéo ne peut pas transvaser l’intégralité de la farine dans son pot. V=

masse en kg

1

0,800

volume en L

1,18

V

Un tableau de proportionnalité et l’égalité de ses produits en croix nous permettent de déterminer le volume occupé par 800 g de sucre. 1,18 × 0,800 V= = 0,944. 1 Les 800 g de sucre occupent donc un volume de 0,944 L. Salomé pourra donc transvaser tout le sucre dans le pot.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 14

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

J’ approfondis 20

5e p. 50

Surface libre étonnante.

■ COMPÉTENCE Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques

1. 21

2.

Mesure du volume d’une figurine.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée Autres compétences possibles : Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques ; Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral 1. V  olume d’eau contenu dans l’éprouvette V1 = 52 mL. 2. Volume d’eau avec la figurine V2 = 74 mL. 3. Calcul du volume de la figurine V : V = V2⁻ V1 ; V = 74 ⁻ 52 ; V = 22 mL. 22

Un solide compressible ?

■ COMPÉTENCE Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant le vocabulaire adapté Autres compétences possibles : Interpréter des résultats ; Émettre des hypothèses 1. L a farine est un solide divisé, chaque grain de farine a une forme propre et est incompressible. Cependant les grains peuvent bouger les uns par rapport aux autres car il reste un peu d’espace entre eux. En tapotant, Caroline a fait bouger les grains et a modifié leur disposition, ce qui a réduit l’espace restant entre eux. C’est pour cela que le volume a diminué. 23

Précision de la verrerie.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée Autre compétence possible : Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral 1. Dans les deux cas, l’unité utilisée est le mL. 2. D  ans le cas du bécher, un intervalle correspond à 50 mL. Dans le cas de l’éprouvette graduée, un intervalle correspond à 5 mL. 3. U  ne graduation d’erreur correspond à une erreur de 50 mL dans le cas du bécher et à 5 mL dans le cas de l’éprouvette. 4. L’erreur sur la mesure est plus petite avec l’éprouvette graduée qu’avec le bécher, l’éprouvette est donc plus précise. 5. L ’instrument de plus grand diamètre (le bécher) est celui qui est le moins précis. Un instrument de mesure est d’autant plus précis que son diamètre est étroit.

24

D’une famille d’unités à une autre.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1. 23 mL = 0,023 dm3 2. 50 cm3 = 50 mL 3. 14 dm3 = 1400 cL 4. 125 mL = 0,000 125 m3 5. 55,5 cL = 555 000 mm3 6. 15,5 m3 = 155 000 dL 25

L’eau qui « tient » seule.

■ COMPÉTENCE Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques 1. Louane pense que le tube à essai contient de l’eau liquide qui n’a pas de forme propre, et pense que le tube devrait se vider en étant positionné horizontalement. 2. Pour observer dans la réalité ce que Rudy a dessiné, il faut remplir un tube à essai avec de l’eau liquide et le placer ensuite, verticalement, dans un congélateur. Après solidification de l’eau, en mettant le tube à l’horizontal, on verrait l’eau solide garder sa forme propre et rester dans le tube comme Rudy l’a dessinée, avec une surface libre verticale. 26

Le volume du sable.

■ COMPÉTENCE Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral Autre compétence possible : Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1. Le sable est un solide divisé : entre chaque grain de sable, il y a de l’espace. En mettant le sable seul dans l’éprouvette, Mathilde mesure le volume des grains du sable et aussi de l’air dans les interstices entre les grains de sable. 2. Calcul du volume du sable seul : on retranche le volume de l’eau ajoutée au volume mesuré initialement : 230 ⁻ 55 = 175 mL 3. Il faut utiliser une seconde éprouvette graduée de 100 mL : · Prélever 100 mL à l’aide de la seconde éprouvette. · Verser cette eau dans l’éprouvette qui contient le sable jusqu’à ce que l’eau atteigne la hauteur du sable. · Lire le volume d’eau restant dans l’éprouvette : dans notre cas on obtient 45 mL. On a donc ajouté 100 ⁻ 45 = 55 mL d’eau dans l’éprouvette qui contient le sable. 27

Verre mesureur abimé.

■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un raisonnement logique simple pour résoudre un problème Autres compétences possibles : Mettre en œuvre un protocole, effectuer une mesure ; Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral ; Présenter mon résultat avec l’unité adaptée Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 15

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e 1. Protocole : · Introduire du cacao en poudre jusqu’à la graduation 25 g. · Regarder sur la colonne des liquides à quel volume a cela correspond. · Compléter le tableau de proportionnalité suivant : masse en g

25

150

volume en mL

a

V

Calculer le volume V de 150 g de cacao a partir de l’égalité des produits en croix : a # 150

V= 25 Verser du cacao jusqu’à la graduation V des liquides. 2. C  alcul de la masse de 1 L de cacao en poudre. On a le tableau de proportionnalité suivant : masse en g

150

m

volume en mL

320

1 000

qui amène l’égalité des produits en croix suivante : 150 × 1 000 = 320 × m 150 × 1 000 = 469 g puis l'égalité m = 320 1 L de cacao en poudre a donc une masse de 469 g.

28

L’or de Max.

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée Autres compétences possibles : Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral ; Interpréter des résultats 1. Max doit mesurer le volume des pièces ainsi que leur masse. 2. Lorsqu’il fera sa mesure, il est possible que Max n’obtienne pas un résultat parfaitement exact : une certaine erreur (par exemple 1 mL) pourrait venir d’une mauvaise lecture que Max aura faite ou de l’éprouvette qu’il aura utilisée. En mesurant le volume de 10 pièces, cette erreur de 1 mL sera répartie sur l’ensemble des dix pièces : pour chaque pièce, l’erreur sera donc 10 fois moins grande : seulement 0,1 mL ! La précision de la mesure sera donc 10 fois meilleure. 3. Calcul de la masse de 1 dm3 de « pièces » : 1 pièce a une masse de 12,46 g donc 10 pièces ont une masse de 124,6 g et V = 14 mL = 0, 014 dm3. On obtient donc le tableau de proportionnalité suivant : masse en g volume en dm

3

124,6

m

0,014

1

dont découle l’égalité des produits en croix suivante : 124,6 × 1 = 0,014 × m. On en déduit que la masse d’un dm3 de pièce est : 124,6 × 1 m= = 8 900 g soit 8,9 kg. 0,014 4. Les pièces de Max ne sont pas en or car 1 dm3 d’or a une masse de 19,3 kg. 5. L es pièces de Max sont en nickel car 1 dm3 de pièces et 1 dm3 de nickel ont la même masse.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 16

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

Je résous un problEme

5e p. 51

■ COMPÉTENCE Mettre en œuvre un raisonnement logique simple pour résoudre un problème. Autres compétences possibles : Présenter mon résultat avec l’unité adaptée, Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral; Interpréter des résultats › Correction : Pour résoudre le problème il faut calculer la masse d’un litre de chacun des liquides et en déduire sa densité, puis les classer par ordre décroissant. Exemple pour le jus d’ananas : On a le tableau de proportionnalité suivant : Masse en kg

0,212

m

Volume en L

0,200

1

dont découle l’égalité des produits en croix suivante : 0,212 × 1 = 0,200 × m. On en déduit que 1 × 0,212 m= = 1,06 kg 0,200 La masse d’un litre d’eau étant 1 kg, on en déduit que la densité du jus d’ananas est : d=

1, 06 = 1,06 1

En procédant de la même manière avec chacun des ingrédients, on obtient : Boissons

Eau colorée en rose

Jus d’ananas

Sirop de grenadine Jus d’orange

Masse en kg

1

0,212

0,5690

1,040

Volume en L

1

0,200

0,500

1,00

Masse de 1L en kg

1

1,06

1,180

1,04

Densité

1

1,06

1,18

1,04

On constate que le classement des liquides par densité décroissante commence par le jus de grenadine, le jus d’ananas, puis le jus d’orange et enfin l’eau colorée. Les liquides doivent donc être introduits dans ce même ordre. › Explication : Pour réaliser un cocktail à étages, il faut introduire les différents liquides par ordre de densité décroissante, c’est-à-dire de la plus grande densité à la plus petite. Il faut donc déterminer la masse d’un litre de chacun des liquides, puis calculer la densité de chacun d’eux. On met en premier, dans le verre, le liquide dont la densité sera la plus grande et en dernier celui dont la densité est la plus petite.

Pistes complémentaires Pour prolonger le problème, il est possible de demander aux élèves : 1. P our quelle raison il est nécessaire de verser les liquides doucement (pour éviter les remous qui entraineront un début de mélange). 2. D  ’interpréter le résultat obtenu lorsque l’on ajoute le sirop après l’eau dans un verre (la densité supérieure du sirop l’amène à couler au fond sans réellement se mélanger à l’eau).

Numérique La correction des exercices numériques est à retrouver sur www.lelivrescolaire.fr

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 17

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e ■ PARCOURS

DE COMPÉTENCES ■

5e p. 52

■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée Présentation L’objectif est de travailler la compétence du domaine 1 : « Présenter mon résultat avec l’unité adaptée » et de permettre à l’élève de situer son niveau de maitrise.

Liens avec le programme La situation de travail choisie permet de consolider les notions de grandeurs et d’unités afin d’être en capacité, au cours du cycle 4, et particulièrement à partir de la classe de 4e, d’introduire la grandeur « masse volumique ». ›L  es énoncés des niveaux de maitrise explicitent pour l’élève les savoir-faire nécessaires à l’acquisition de la compétence.

Document(s) Le parcours de compétence s’appuie sur une liste d’ingrédients de recette de cuisine. L’élève doit y repérer les différentes unités utilisées et comprendre qu’elles sont associées à des unités voire à des grandeurs différentes. Pour aider les élèves, il est possible de faire remarquer que cette recette comporte également des masses.

Question Les volumes d’ingrédients liquides doivent tous être convertis dans la même unité de volume avant d’être additionnés. Si l’on choisit les cL, on obtient : 10 cL d’eau, 50 cL de lait et 3 cL d’eau de rose. Soit 10 + 50 + 3 = 63 cL d’ingrédients liquides au total.

Niveau 1 Je sais ce qu’est une unité de mesure. L’élève qui maitrise le niveau 1 parvient à repérer les unités dans l’énoncé : dL, cL, mL et g. Pour les élèves de niveau 1, il peut être judicieux de passer par quelques mesures de masse et de volume afin de bien repérer les unités. Vous pouvez également les amener à consulter les fiches méthode, p. 214 et 217 du manuel de 5e.

Niveau 3 J’exprime mon résultat avec une unité. L’élève qui maitrise le niveau 3 précise l’unité du résultat qu’il trouve après addition : 63 cL par exemple.

Niveau 2 J’exprime l’unité de mon résultat avec de l’aide. L’élève qui maitrise le niveau 2 parvient à convertir tous les volumes dans une même unité. Par exemple les dL : 10 cL d’eau, 50 cL de lait et 3 cL d’eau de rose. On pourra pour les aider leur demander de consulter la fiche méthode p. 213 sur les conversions d’unités.

Niveau 4 J’exprime l’unité de mon résultat avec de l’aide. L’élève qui maitrise le niveau 4 doit identifier qu’il s’agit d’une recette de cuisine et penser aux unités du matériel utilisé en cuisine, par exemple sur le verre mesureur. Le cL est une des unités les plus utilisées pour la verrerie de cuisine, tandis que le mL parait peu judicieux car jamais utilisé.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 18

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

AP Accompagnement personnalisé

5e p. 53

■ Manipuler des outils mathématiques Présentation La fiche d’accompagnement personnalisé sur la manipulation des outils mathématiques a pour but d’attirer l’attention de l’élève sur les différents apports des mathématiques à la Physique-Chimie.

Temps prévu ›L  a proposition d’utilisation détaillée correspond à des parenthèses brèves de 5 à 10 min maximum. ›L  ’exercice lui-même peut faire l’objet d’une recherche de 15 minutes, et d’une correction de 10 minutes.

Articulation possible avec le programme J’utilise les mathématiques comme un outil pour modéliser un phénomène. Le programme comporte plusieurs exemples de modélisations réalisées à l’aide des mathématiques. · En 5e, le déplacement de la lumière est modélisé par une droite fléchée. Il y a également la vitesse d’un mobile qui se modélise avec un segment fléché. · En 4e, la puissance et la masse volumique sont modélisées comme des coefficients de proportionnalité entre deux autres grandeurs. Le segment fléché permet de modéliser les actions mécaniques (que l’on appellera « forces » en 3e). Toujours en 4e, les atomes sont modélisés par des sphères qui sont également des objets mathématiques. · En 3e, c’est à nouveau le langage mathématique qui permet de modéliser des grandeurs telles que l’énergie cinétique ou l’interaction gravitationnelle. C’est encore à l’aide de l’opération « quotient » que l’on modélise la masse volumique en 3e comme le rapport entre la masse et le volume. Les mathématiques me permettent d’écrire des lois. · En 4e on étudie les lois des circuits électriques. · En 3e, on étudie la loi d’Ohm, ou encore le principe de conservation de l’énergie et la loi de la force universelle de gravitation. Les mathématiques me permettent de prévoir des comportements et, parfois, de découvrir de nouveaux phénomènes. · L’utilisation du modèle du rayon de lumière en 5e permet de prévoir la taille d’une ombre ou les zones visibles par un observateur entouré d’obstacle. · Tout au long du cycle, les graphiques d’une grandeur en fonction d’une autre permettent d’identifier les situations de proportionnalité, de dépendance ou d’indépendance entre deux grandeurs. Je les maitrise pour appréhender certaines théories scientifiques. · En 3e, la relation de la force de gravitation universelle, ou les conséquences de la formule, ne peuvent être correctement analysées que si la proportionnalité est vraiment maitrisée, tant dans son concept que dans son écriture. Je les mets en application pour répondre à une question concernant un problème connu. Les mathématiques sont utilisées dans de très nombreux contenus du programme. · En 5e, la prévision des zones éclairées ou visibles, ou encore la formation des images avec un sténopé, etc. · En 4e, la représentation de situation d’équilibre mécanique, détermination tension ou d’intensité de courant électrique, calcul de vitesse, de durées, de distances, etc. · En 3e, le calcul de résistance, d’énergie cinétique, d’intensité de force d’attraction, etc. À tous les niveaux du cycle, la proportionnalité est mobilisée pour calculer des valeurs de grandeurs proportionnelles entre elles.

Utilisation de la fiche AP Cette fiche d’accompagnement personnalisé propose une liste des apports des mathématiques en Physique-Chimie. L’aide à la résolution de l’exercice associé détaille l’utilisation d’un tableau et de l’égalité des produits en croix pour calculer une valeur dans une situation de proportionnalité. Cet exercice peut être proposé à tout élève en difficulté dans la mise en œuvre de ce savoir-faire : par exemple s’il peine à résoudre Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 19

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e l’exercice 11 p.47, ou bien l’énoncé vert de l’exercice différencié n°19 p 49, ou encore le problème p.51 et les exercices 27 et 28 p. 52. De plus tout au long de l’année, chaque occasion d’utiliser un tableau de proportionnalité pourra amener un retour à cet exercice du fait de son aide à la résolution. La liste des différents apports des mathématiques peut être exploitée tout au long de l’année. En début d’année, on peut la présenter sans donner d’exemple concret, pour sensibiliser les élèves au fait qu’ils utiliseront les mathématiques en Physique-Chimie. On leur demandera alors de rester attentif à cet aspect de la pratique des Sciences Physiques, et de recenser chaque utilisation des mathématiques pendant l’année à venir, en identifiant quel item de la liste est illustré. Un retour à cette fiche sera alors être effectué chaque fois que l’usage des mathématiques mérite d’être signalé comme tel par le professeur, ou qu’un élève en fait la remarque. En fin d’année, un bilan pourra être fait, qui montrera l’importance de l’outil mathématique en Physique-Chimie.

Un exercice pour s entrainer Réponse La masse d’eau que Dorian a versé dans son verre doseur est obtenue en retranchant la masse affichée par la balance pour le verre doseur, à celle obtenue pour l’ensemble eau + verre doseur : 371 g. On calcule ainsi que le verre doseur contient 371 ⁻ 115 = 256 g d’eau de mer. Il faut ensuite en déduire la masse d’un litre d’eau. Le volume d’eau de mer dans le verre doseur est de 250 mL, c’est-à-dire 0,25 L. On peut alors utiliser un tableau pour calculer la masse d’un litre : Vedm (en litre)

m edm ( en gramme)

0,25

256

1

m1L.edm

à partir duquel on écrit l’égalité des produits en croix : 0,25 × m1L.edm = 1 × 256 m1L.edm =

1 # 256 = 1 024 g. 0, 25

Dorian va donc bien constater qu’un litre d’eau de mer a une masse supérieure à celle d’un litre d’eau douce (1 000 g pour 1 L).

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 20

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

LA PHYSIQUE-CHIMIE AUTREMENT

5e p. 54

Histoire des sciences Évolution des unités de masse Liens avec le programme ■ COMPÉTENCE Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations ■ COMPÉTENCE Présenter mon résultat avec l’unité adaptée La notion d’unité traverse tout le programme et se révèle incontournable dès que l’on quitte le domaine du qualitatif pour entrer dans des études quantitatives. Les unités sur lesquelles l’attention est portée dans cette page d’histoire des sciences sont celles de masse et de volume. Dans le chapitre qui vient d’être étudié, la question de la valeur d’une unité est au centre de deux activités sur quatre.

Document(s) Les documents 1 et 2 décrivent les unités de masse utilisées avant l’adoption du système métrique républicain. Ils illustrent la complexité et l’étonnante diversité des systèmes d’unités ayant eu cours à un moment donné de notre histoire. Le document 3 décrit le nouveau système d’unité de masse et de volume mis en place après la Révolution française. Le rapprochement de ces deux systèmes d’unités permet de montrer la simplicité du nouveau système par rapport à l’ancien et de comprendre pourquoi ce changement a eu lieu. Par ailleurs, grâce à cette activité l’élève est amené à réaliser qu’il peut exister d’autres systèmes d’unités qu’un système décimal auquel il est très habitué. Le professeur qui voudra pousser un peu ses élèves pourra leur donner d’autres conversions à réaliser, d’un système à un autre.

Correction 1. Les unités variaient d’une région à l’autre et les conversions n’étaient pas simples, ce qui entravait le commerce. 2. Le litre et le gramme sont basés sur une nouvelle unité de longueur : le mètre. Défini par rapport à la longueur du méridien terrestre, le mètre (ou une unité qui en découle) est considéré comme une unité universelle. 3. Un marc vaut 7 008 grains ; quatre marcs valent donc 28 032 grains.

Ressources › U n extrait de l’article de l’encyclopédie

universelle sur les unités de poids avant le passage au système métrique : http://artflsrv02.uchicago.edu/cgi-bin/extras/ encpageturn.pl?V12/ENC_12-856.jpeg

...

Objet d'étude Coque de téléphone : légère, mais résistante ! Liens avec le programme

■ COMPÉTENCE Émettre des hypothèses Le questionnement proposé permet de réinvestir les propriétés des états de la matière dans la perspective des matériaux mixtes. Le besoin de propriétés a priori antagonistes, telles que la légèreté et la solidité débouche sur l’association de différents états de la matière au sein d’un même matériau. L’élève réinvestit les connaissances qu’il a acquises sur l’état solide et l’état gazeux. Les questions posées ont pour but de mettre l’élève sur la voie du raisonnement.

Document(s) La photographie vient en appui des questions pour rendre visible la structure du polystyrène et aider l’élève dans son raisonnement. À ce niveau de grossissement, les billes sont visibles mais leur structure interne ne l’est pas. L’image présentée en supplément pourra être montrée afin de permettre aux élèves de mieux identifier la structure du polystyrène expansé. Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 21

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e Correction 1. C  ’est l’état gazeux qui est toujours le moins dense, c’est-à-dire dont la masse pour un volume donné est la plus faible ! 2. C  ’est l’état solide, puisqu’il a une forme propre : il ne change pas spontanément de forme pour s’adapter à la celle du récipient. 3. Le polystyrène expansé est composé de nombreuses petites billes collées les unes aux autres. Aucune de ces billes n’est pleine. Chacune d’elles est en fait majoritairement faite de cavités remplies d’air. C’est pour cela que l’on dit que le polystyrène est expansé. Le matériau obtenu bénéficie alors de la présence d’air (gazeux) dans sa composition, ce qui permet d’avoir une masse peu importante, tout en profitant de la résistance du plastique à l’état solide. On obtient finalement un matériau très léger, mais qui conserve bien sa forme.

Documents complémentaires Pour permettre aux élèves de bien faire le lien entre l’objet smartphone et la résistance mécanique des matériaux dont sa coque est composée, on pourra montrer l’image suivante aux élèves.

Afin d’aider les élèves à mieux comprendre la structure de polystyrène expansé, on pourra leur montrer la représentation microscopique suivante :

Numérique Vos élèves peuvent retrouver ces documents complémentaires sur www.lelivrescolaire.fr

Ressources › Pour aller plus loin sur le sujet des nouveaux matériaux, vous pourrez présenter en classe la vidéo suivante (en anglais, mais les

sous-titres français sont disponibles) : https://www.youtube.com/watch?v=k6N_4jGJADY Elle est particulièrement intéressante et ce pour plusieurs raisons : · Tout le monde connait le polystyrène, mais c’est ici l’occasion de découvrir un matériau extrêmement innovant développé par Boeing pour certaines parties de leurs avions. · Les élèves découvriront une structure du même type que le polystyrène qui risque de les surprendre : leurs os ! · Si vous avez le temps, par exemple pendant une séance de TP, le défi de l’œuf (il s’agit de trouver une méthode pour éviter qu’un œuf ne se brise en arrivant au sol après une chute de plusieurs dizaines de mètres de haut) devrait retenir toute l’attention des élèves.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 22

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

La Physique-Chimie au quotidien

Esprit scientifique

Fabrique une pâte solide … et liquide ? Liens avec le programme ■ COMPÉTENCE Émettre des hypothèses L’expérience proposée s’approche des limites du programme. Cependant la pâte créée emprunte ses propriétés à l’état solide ou à l’état liquide selon les contraintes qu’elle subit. Cela permet donc de revenir sur les propriétés de ces états de la matière qui sont eux bien au programme.

Document(s) Bien qu’éloignée de la véritable expérience que constitue la manipulation de la pâte, la photographie présentée laisse percevoir une texture inhabituelle : l’aspect de certaines zones de la pâte tenue dans les mains et les éclaboussures dans le saladier évoquent l’état liquide. Pourtant la pâte dans son ensemble peut être tenue, comme un solide. La photo permet donc de susciter la curiosité de l’élève avant même qu’ils aient commencé la manipulation.

Détails de l’expérience La difficulté de l’expérience est de bien fabriquer la pâte. En particulier, les élèves risquent de mettre trop d’eau. Dans ce cas on peut la laisser s’étaler et sécher quelques minutes.

Pistes complémentaires

Matériel  Un saladier.  De la fécule de maïs.  De l'eau

Quelques idées de manipulations amusantes : · Faire lentement pénétrer un objet dans la pâte pour qu’il s’y enfonce et essayer de le ressortir brusquement : ça ne marche pas ! · Faire rapidement une boule de pâte et jongler avec. Après la découverte, l’élève doit être amené à réfléchir et analyser la nature de ce qu’il observe. Il ne faut pas l’inciter à trancher entre liquide et solide, mais à reconnaitre, dans le comportement de la pate, des caractéristiques de chaque état : quels aspects du comportement d’un solide la pâte adopte-t-elle, et dans quelles circonstances ? L’observation du mélange eau/fécule sera l’occasion de demander aux élèves s’ils connaissent d’autres substances pour lesquelles la classification dans un état de la matière pose problème (les pâtes en général)  : quelles autres substances connaissez-vous, qui ne correspondent totalement aux critères de classification ni comme un solide ni comme un liquide ?

Ressources › Si vous ne pouvez pas faire l’expérience en classe :

https://www.youtube.com/watch?v=K98ZVl2ZqS4 › Si vous voulez intéresser encore un peu plus les élèves : https://www.youtube.com/watch?v=JjMawkWvQ40

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 23

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

2

La matière : états, masse et volume

ANNEXES

Sommaire Explications des différentes annexes .......................................................................................................................................................... p. 25 Corrigés des protocoles expérimentaux ..................................................................................................................................................... p. 26 Puzzles des protocoles .................................................................................................................................................................................. p. 28 Schémas à compléter .................................................................................................................................................................................... p. 30 Comptes-rendus à compléter ...................................................................................................................................................................... p. 31 Aides à la résolution de la mission .............................................................................................................................................................. p. 33

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 24

Le livre du professeur • Physique-Chimie • 5e

Explications des différentes annexes Protocoles expérimentaux

5e p. 40

Protocole expérimental La cuillère à soupe, une unité

Les corrigés des protocoles expérimentaux sont destinés à faire gagner du temps aux élèves pendant la réalisation de leurs activités. Lors de ces activités, ils sont amenés à réfléchir aux actions à réaliser pour atteindre l’objectif fixé par la consigne et à travailleur leurs formulations. Tous les élèves ne parviendront pas à une formulation complète et satisfaisante mais ils en auront besoin pour poursuivre l’activité. Afin d’éviter de perdre du temps lors de la prise de notes : il peut être précieux de disposer de protocoles prêts à être distribués aux élèves qui n’ont pas réussi à en rédiger un qui soit suffisamment abouti.

fiable ?

Matériel :  1 éprouvette graduée

 1 cuillère à soupe

 eau ou lait

Étapes du protocole

Identifier l’unité de l’éprouvette cutives.

1

nt à deux graduations consé-

et déterminer le volume corresponda

bien 2 Poser l’éprouvette graduée 3

À l’aide d’une cuillère à soupe, l’éprouvette graduée.

4

Relever la mesure et la noter

à plat sur la table.

prélever 3 cuillères à soupe de

liquide et les introduire dans

sans oublier l’unité.

Puzzles de protocoles expérimentaux

Chapitre 2 ● La matière : états,

Rédiger un protocole peut s’avérer difficile pour les élèves : ne pas se rappeler du nom d’un matériel, ne pas trouver le verbe exact qui permet de décrire un geste expérimental ou ne pas identifier la nécessité d’une étape dans un protocole sont des obstacles souvent rencontrés. Pour éviter de laisser les élèves en échec tout en ne leur donnant pas la solution, vous pouvez leur proposer un outil : le puzzle de protocole. Les consignes du corrigé sont mises à leur disposition dans le désordre. Pour retrouver l’ordre correct, les élèves doivent étudier celles-ci attentivement. Ils s'imprègnent alors du format des consignes et se l’approprient peu à peu, tout en gardant leur attention mobilisée sur ce qui fait le principal intérêt de la rédaction du protocole : le sens des actions menées. Cet outil ne doit, cependant, pas être donné systématiquement. Il est préférable de laisser, au préalable, les élèves chercher par eux-mêmes quelques minutes même s’ils sont en difficulté. Les puzzles de protocoles à distribuer aux élèves constituent avant tout un moyen de différencier votre proposition pédagogique d’un élève à l’autre lorsque cela s’avère nécessaire.

PUZZLES DES PROT OCOLES La cuillère à soupe,

Retrouve l’ordre correct

e, puis numérote-les

C. Identifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives

...

...

A. Relever la mesure noter sans oublier et la l’unité.

La cuillère à soupe,

...

e, puis numérote-les

D. À l’aide d’une cuillère à soupe prélever, 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

La cuillère à soupe, Retrouve l’ordre correct

...

e, puis numérote-les

B. Poser l’éprouve tte graduée bien à plat sur la table.

:

A. Relever la mesure noter sans oublier et la l’unité. D. À l’aide d’une cuillère à soupe prélever, 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

Chapitre 2 ● La matière :

Schémas à compléter

...

...

états, masse et volume

28

5e p. 42

Schémas à compléter

d’eau ? 100

100

La différence entre schématiser et dessiner n’est pas toujours nette dans l’esprit des élèves et certains d’entre eux peuvent tirer bénéfice d’une aide pour tracer leurs schémas. Une telle aide peut également être fournie sélectivement aux élèves les moins rapides afin de les aider à ne pas décrocher du rythme d’avancement du reste de la classe. De la même manière que pour les puzzles des protocoles, on peut envisager le recours aux schémas à repasser/compléter comme un outil de différenciation lors de votre proposition pédagogique.

...

...

une unité fiable ?

des étapes du protocol

C. Identifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives

...

:

A. Relever la mesure noter sans oublier et la l’unité.

B. Poser l’éprouve tte graduée bien à plat sur la table.

...

...

une unité fiable ?

des étapes du protocol

C. Identifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives

...

:

D. À l’aide d’une cuillère à soupe prélever, 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

B. Poser l’éprouve tte graduée bien à plat sur la table.

Retrouve l’ordre correct

5e p. 40

une unité fiable ?

des étapes du protocol

Quelle est la masse d’un litre

80

80

60

60

40

40

20

20

............. TARE

............. TARE

Quelle est la masse d’un litre 100 80 60 40

d’eau ? 100 80 60 40 20

20

............. TARE

Comptes-rendus à compléter

............. TARE

Chapitre 2 ● La matière : états,

Afin d’habituer les élèves à produire un compte-rendu pertinent, il peut être utile de leur demander, dès le collège, de faire leurs comptes-rendus en suivant un format prédéterminé. Vous pourrez leur distribuer un document à compléter à la fin de l’activité.

masse et volume 26

masse et volume 30

Compte-rendu à comp La cuillère à soupe,

léter

5e p. 40

une unité fiable ?

Complète chaque partie du compte-rendu en fonction de l’expérie résultat.

nce que tu as menée

et de son

J'ai fait (protocole)

J'ai observé et/ou mesuré

J'en conclus

Chapitre 2 ● La matière :

états, masse et volume

31

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 25

Protocole expérimental

5e p. 40

La cuillère à soupe, une unité fiable ?

 1 cuillère à soupe

Matériel :  1 éprouvette graduée

 eau ou lait

Étapes du protocole 1

Identifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives.

2

Poser l’éprouvette graduée bien à plat sur la table.

3

À l’aide d’une cuillère à soupe, prélever 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

4

Relever la mesure et la noter sans oublier l’unité.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 26

Protocole expérimental

5e p. 42

Quelle est la masse d’un litre d’eau ?

Matériel :

 balance

 bécher et pipette

 éprouvette graduée de 100 mL

 eau liquide

Étapes du protocole 1

Poser la balance bien à plat puis allumer celle-ci, et attendre que la valeur 0 g s’affiche.

2

Poser l’éprouvette graduée vide sur la balance.

3

Appuyer sur « TARE ».

4

Retirer l'éprouvette graduée de la balance et la remplir d'eau jusqu'à 100 mL.

5

Poser à nouveau l’éprouvette sur la balance et noter la valeur affichée sans oublier l’unité.

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 27

PUZZLES DES PROTOCOLES

5e p. 40

La cuillère à soupe, une unité fiable ?

Retrouve l’ordre correct des étapes du protocole, puis numérote-les :

...

C. I dentifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives.

...

B. P oser l’éprouvette graduée bien à plat sur la table.

A. Relever la mesure et la noter sans oublier l’unité.

D. À l’aide d’une cuillère à soupe, prélever 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

...

...

La cuillère à soupe, une unité fiable ? Retrouve l’ordre correct des étapes du protocole, puis numérote-les :

...

C. I dentifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives.

...

B. P oser l’éprouvette graduée bien à plat sur la table.

A. Relever la mesure et la noter sans oublier l’unité.

D. À l’aide d’une cuillère à soupe, prélever 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

...

...

La cuillère à soupe, une unité fiable ? Retrouve l’ordre correct des étapes du protocole, puis numérote-les :

...

C. I dentifier l’unité de l’éprouvette et déterminer le volume correspondant à deux graduations consécutives.

...

B. P oser l’éprouvette graduée bien à plat sur la table.

A. Relever la mesure et la noter sans oublier l’unité.

D. À l’aide d’une cuillère à soupe, prélever 3 cuillères à soupe de liquide et les introduire dans l’éprouvette graduée.

...

...

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 28

PUZZLES DES PROTOCOLES

5e p. 42

Quelle est la masse d’un litre d’eau ? Retrouve l’ordre correct des étapes du protocole, puis numérote-les : D. Poser à nouveau l’éprouvette sur la balance et noter la valeur affichée sans oublier l’unité.

...

A. Poser l’éprouvette graduée vide sur la balance. ...

...

...

C. Appuyer sur « TARE ».

B. Retirer l'éprouvette graduée de la balance et la remplir d'eau jusqu'à 100 mL.

D. P oser la balance bien à plat puis allumer celle-ci, et attendre que la valeur 0 g s’affiche.

...

Quelle est la masse d’un litre d’eau ? Retrouve l’ordre correct des étapes du protocole, puis numérote-les : D. Poser à nouveau l’éprouvette sur la balance et noter la valeur affichée sans oublier l’unité.

...

A. Poser l’éprouvette graduée vide sur la balance. ...

...

...

C. Appuyer sur « TARE ».

B. Retirer l'éprouvette graduée de la balance et la remplir d'eau jusqu'à 100 mL.

D. P oser la balance bien à plat puis allumer celle-ci, et attendre que la valeur 0 g s’affiche.

...

Quelle est la masse d’un litre d’eau ? Retrouve l’ordre correct des étapes du protocole, puis numérote-les : D. Poser à nouveau l’éprouvette sur la balance et noter la valeur affichée sans oublier l’unité.

...

A. Poser l’éprouvette graduée vide sur la balance. ...

...

...

C. Appuyer sur « TARE ».

B. Retirer l'éprouvette graduée de la balance et la remplir d'eau jusqu'à 100 mL.

D. P oser la balance bien à plat puis allumer celle-ci, et attendre que la valeur 0 g s’affiche.

...

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 29

Schémas à compléter

5e p. 42

Quelle est la masse d’un litre d’eau ?

............. TARE

............. TARE

Quelle est la masse d’un litre d’eau ?

............. TARE

............. TARE

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 30

Compte-rendu à compléter

5e p. 40

La cuillère à soupe, une unité fiable ?  omplète chaque partie du compte-rendu en fonction de l’expérience que tu as menée et de son C résultat. J'ai fait (protocole)

J'ai observé et/ou mesuré

J'en conclus

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 31

Compte-rendu à compléter

5e p. 42

Quelle est la masse d’un litre d’eau ?  omplète chaque partie du compte-rendu en fonction de l’expérience que tu as menée et de son C résultat. J'ai fait (protocole et schéma de la préparation)

J'ai observé et/ou mesuré Mesures :

Schéma du résultat :

J'en conclus

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 32

Aides à la résolution de la mission

5e p. XX

Can you measure in english?

A id e clé n° 1

Sarah et Léo n’ont pas utilisé la fonction « TARE » de leur balance. La masse affichée correspond à chaque fois à l’ensemble de ce qui est posé sur le plateau.

A id e clé n° 2

On a vu dans l’activité 3 que la masse de 1 000 mL d’eau est de 1 000 g. Cela permet de déduire le volume d’une masse d’eau connue.

A id e clé n° 3

Rappel du tableau de conversion des unités de volume.

A id e clé n° 4

Les points qui composent la courbe présentée dans le document 3 ont pour abscisse un volume donné de sucre et pour ordonnée la masse de sucre en poudre correspondante.

A id e clé n° 1

Sarah et Léo n’ont pas utilisé la fonction « TARE » de leur balance. La masse affichée correspond à chaque fois à l’ensemble de ce qui est posé sur le plateau.

A id e clé n° 2

On a vu dans l’activité 3 que la masse de 1 000 mL d’eau est de 1 000 g. Cela permet de déduire le volume d’une masse d’eau connue.

A id e clé n° 3

Rappel du tableau de conversion des unités de volume.

A id e clé n° 4

Les points qui composent la courbe présentée dans le document 3 ont pour abscisse un volume donné de sucre et pour ordonnée la masse de sucre en poudre correspondante.

L

L

dL

dL

cL

cL

mL

mL

Chapitre 2 ● La matière : états, masse et volume 33