Changements d’état - Fiche de préparation - Séquence : 2eme Primaire

Fiche de préparation – Séquence – Changements d’état – Questionner le monde – Monde de la matière

Les changements d’état en 2eme Primaire – fusion et solidification

Nommer quelques changements d’état (fusion et solidification)
Connaitre les différentes conditions pour un changement d’état
Identifier les propriétés permettant ces transformations
Connaitre la fonction du thermomètre

Contenu de la séquence

Fiche de préparation
2 Fiches d’activités : 2eme Primaire
Trace écrite
1 Evaluation : 2eme Primaire

Séance 1

Phase 1 : Réinitialisation des connaissances

DUREE : 50 min

Ce que je sais sur la matière

A l’oral /collectif

1/ Le maitre questionne les élèves sur leurs connaissances

Quels sont les différents états de la matière (les différents aspects) que vous connaissez?

Liquide et solide

Citez-moi des objets à l’état solide et à l’état liquide?

Liquide : eau, café, sirop, miel…

Solide : glaçon, stylo…

Que savez-vous sur les solides et sur les liquides? (les propriétés)

-Les solides ont une forme propre que l’on peut saisir.

-Les liquides ont la forme des récipients dans lesquels ils se trouvent. Ils sont insaisissables.

Quel est l’état de « l’eau » ?

Liquide

L’eau peut-elle se trouver sous une autre forme ?

Sous l’état solide dans le cas des glaçons

Phase 2 : Rechercher des informations

Durée 30 min

Partie1

Nous allons mettre en évidence :

le passage de l’état liquide à l’état solide par la diminution de la température.
le rôle du thermomètre.

Matériel :

fiche 1 La solidification
eau
bac à glaçons, bouteille en plastique, verre en plastique
congélateur et réfrigérateur de l’école

Oral / Coll

1/ Le maitre questionne les élèves

Comment peut-on faire pour transformer l’eau (liquide) en eau solide (en glace) ?

Les élèves s’expriment à tour de rôles en se servant souvent de leurs expériences (Ils ont tous fait des glaçons en été !) et le maitre les amène à parler du refroidissement à l’aide du frigidaire ou du congélateur.

Ecrit /coll

2/ Le maitre met à la disposition des élèves plusieurs types de récipients (bac à glaçons, bouteille…) et par groupe de 4 ou 5, les élèves se mettent d’accord et imaginent un protocole d’expérience permettant de passer de l’état liquide à l’état solide.

3/ Les élèves complètent et dessinent sur la fiche 1 l’expérience qu’ils vont réaliser.

4/Ils testent leur hypothèse (ex : placer le récipient d’eau liquide dans le réfrigérateur ou dans le congélateur).

…3 ou 4 h plus tard

Oral /coll

5/ le maitre interroge les groupes et chacun explique leurs résultats. Le maitre schématise au tableau les différentes expériences réalisées ainsi que les résultats observés.

6/ A l’issue de la mise en commun des résultats, on dresse un bilan collectif :

Pourquoi l’eau placée au réfrigérateur ne se congèle pas ?

Il ne congèle pas l’eau car ce n’est pas assez froid à l’intérieur.

Comment fait-on pour transformer l’eau liquide en glace ?

On place l’eau dans le congélateur.

Pourquoi l’eau se solidifie dans le congélateur et non dans le frigidaire ?

Le congélateur est plus froid que le frigidaire.

Comment sait-on si le congélateur est plus froid que le réfrigérateur ?

Dans la discussion, le maitre amène les élèves à parler de la température.

Quel outil permet de mesurer cette température ?

Le thermomètre

Partie 2

Nous allons mettre en évidence :

L’existence d’une température de solidification.
Que l’on mesure une température à l’aide d’un thermomètre.
Que le volume occupé par la glace est plus important que celui de l’eau.

Matériel :

fiche 2 Solidification : expériences
bac à glaçons (1 par groupe)
thermomètres (1 par groupe)
Verre en plastique (1 par groupe)

Les expériences 1 et 2 doivent s’effectuer dans un même temps.

Oral / coll

1/ Le maitre regroupe les élèves par petits groupes de 4, il leur distribue un thermomètre et les questionne.

Comment s’appelle cet outil et à quoi sert-il ?

C’est un thermomètre, il sert à mesurer la température.

Qui peut me le décrire ?

C’est un tube dans lequel on peut observer des nombres (comme une règle)

Comment fonctionne un thermomètre ?
On plonge l’extrémité du thermomètre dans l’élément que l’on souhaite mesurer.
On observe qu’une « barre de couleur » va se déplacer sur une graduation jusqu’à arriver à un nombre .
Ce nombre va alors indiquer la température de l’élément mesuré
A quelles occasions peut-on utiliser un thermomètre ?
Pour connaitre la température extérieure (faut-il chaud ou froid dehors ?)
Pour savoir si on a de la fièvre (lorsque l’on est malade)

2/Le maitre distribue la fiche 2, il explique aux élèves les expériences qu’ils vont devoir réaliser et prépare la bouteille d’eau remplie à ras-bord de l’expérience 2 et la place dans le congélateur.

Expérience 1 : Quelle est la température?

3/ Le maitre distribue à chaque groupe : un verre en plastique d’eau, un bac à glaçons. Les élèves mesurent, à l’aide du thermomètre, la température de l’eau qui se trouve dans le verre. Ils reportent cette température dans le tableau. (Fiche 2)

4/ Ils remplissent leur bac à glaçons avec le verre d’eau et le place dans le congélateur.

5/ Toutes les 20 min, un des élèves de chaque groupe sera chargé de relever la température de l’eau qui se trouve dans le congélateur. (l’enseignante peut se munir d’un minuteur qu’elle programmera pour sonner chaque 20 mn)

6/ Chaque élève complètera son tableau au fur et à mesure en notant la température observée et l’état de l’eau.

7/ Au bout de 2 h environ, chaque groupe récupère son bac à glaçons, verse les glaçons dans le verre en plastique et les élèves relèvent une dernière fois la température.

8/ Les élèves avec l’aide du maitre mettent en commun les résultats et un bilan est dressé :

Quelle différence y a-t-il entre la température de l’eau avant l’expérience et la température des glaçons en fin d’expérience ?

Elle n’a cessé de diminuer.

A partir de quelle température l’eau liquide est devenue solide ?

Vers 0°.

9/Expérience 2 : Y a plus de place !

Une bouteille d’eau remplie à ras-bord a été placée dans le congélateur. Après plusieurs heures ( ou le lendemain) les élèves émettent les premières hypothèses.

Oral / coll

1/ Le maitre questionne les élèves :

Nous avons laissé, plusieurs heures, une bouteille remplie d’eau dans le congélateur sans la toucher. A votre avis, que s’est-il passé ?

La majorité des élèves va répondre que l’eau a gelé et qu’il y a un énorme glaçon à l’intérieur.

2/Le maitre apporte la bouteille, la montre aux élèves et les questionne :

Que s’est-il passé lorsque l’on a laissé une bouteille en verre remplie d’eau dans le congélateur ? A votre avis, pourquoi ?

Elle a explosé.(ou elle s’est déformée si c’est une bouteille en plastique)

On laisse les élèves soumettre des hypothèses, le maitre insiste alors, sur le fait que l’on n’a pas rempli d’eau cette bouteille au cours de l’expérience. On peut donc penser que l’eau qui gèle occupe plus de place que l’eau liquide. Ainsi, n’ayant plus assez de place, l’eau liquide en se congelant a fait exploser la bouteille en verre (ou bien à déformer fortement la bouteille en plastique)

Que peut-on en déduire ?

Une même quantité d’eau solide occupe plus de place que l’eau à l’état liquide.

3/ Les élèves complètent la fiche 2 (expériences 2) en dessinant le résultat obtenu

4/ Ensemble, maitre et élèves établissent un bilan des notions abordées

– L’eau devient solide quand on la place dans un endroit très froid comme le congélateur où la température est au moins à 0° (le frigidaire ne donne pas assez de froid)

– L’eau, quand elle se solidifie, prend plus de place.

– La solidification c’est le passage de l’état liquide à l’état solide.

Solidification = devenir solide.

Séance 2

Durée 30 min

Nous allons mettre en évidence le phénomène de fusion à partir d’une situation.

Matériel :

des glaçons

Oral/ Coll .

1/ Le maitre interroge les élèves et leur demande de se rappeler les notions vues la séance précédente.

Le passage de l’eau liquide à l’eau solide s’appelle la solidification
On observe alors une augmentation du volume. (L’eau solide occupe plus de place)

2/ Le maitre explique que l’on va maintenant s’intéresser au passage de l’état solide (glaçon) à l’état liquide. Il prend un glaçon et questionne les élèves.

Que doit-on faire pour que ce glaçon devienne de l’eau liquide ?

Il faut le faire fondre.

3/Pour impliquer tous les élèves, le maitre lance ensuite un défi :

Par groupe de 4, vous allez devoir faire fondre un glaçon le plus vite possible. Le groupe qui aura réussi se lèvera dès que le glaçon aura totalement fondu. (Il est interdit de le mettre dans la bouche).

4/ Le maitre distribue un glaçon par groupe et donne le top départ. A la fin du défi, il questionne les groupes.