Le cycle de l'eau
Deuxième leçon : 28 février 2012
Déroulement de la leçon :
Partie 1 (~25 min)
- Description de l'expérience 1 (sans démonstration)
- Distribution d'une fiche d'expérience
- Travail de réflexion en groupe (hypothèses)
- Démonstration de l'expérience 1
- Discussion en commun - conclusions
L'expérience 1 est la suivante :
1 verre rempli d'eau jusqu'à une marque précise
1 verre rempli d'eau jusqu'à une marque précise que l'on a déposé dans un congélateur pendant 18 heures
> Y a-t-il des différences entre les deux verres ?
1 verre rempli d'eau jusqu'à une marque précise
1 verre rempli d'eau jusqu'à une marque précise que l'on a déposé dans un congélateur pendant 18 heures
> Y a-t-il des différences entre les deux verres ?
Partie 2 (~25 min)
- idem partie 1
L'expérience 2 est la suivante :
Au bout d'une demie-heure de congélation, j'ai fait "quelque chose" de précis (pas d'ajout) pour éviter que le verre n'explose.
> quelle était ma démarche ?
Au bout d'une demie-heure de congélation, j'ai fait "quelque chose" de précis (pas d'ajout) pour éviter que le verre n'explose.
> quelle était ma démarche ?
Partie 3 (~25 min)
- idem partie 1
L'expérience 3 est la suivante :
1 verre rempli d'eau jusqu'à une marque précise dans lequel on a déposé une douzaine de pailles
> Y a-t-il des différences entre le verre non-congelé, le verre congelé et le dernier verre avec les pailles ?
1 verre rempli d'eau jusqu'à une marque précise dans lequel on a déposé une douzaine de pailles
> Y a-t-il des différences entre le verre non-congelé, le verre congelé et le dernier verre avec les pailles ?
Partie 4 (~5 min)
- Chaque groupe reçoit plusieurs glaçons dans une boîte plastique à séparer en deux
- Un des parties de glaçons reçoit du sel, l'autre non> Observation : Que se passe-t-il ?
Fiche d'expérience :
Résultats des hypothèses et discussions communes
Expérience 1 :
- pour nous, le verre a explosé
- l'eau a gelé en remplissant le verre jusqu'en haut
- le niveau a baissé
- on voit des bulles d'air au milieu de l'eau gelée
- ça dépend peut-être de la température du congélateur (ça gèle peut-être pas pareil et partout pareil dans le verre suivant la température)
Conclusions :
- le verre n'a pas explosé, mais le niveau a augmenté sensiblement
- pourquoi le verre n'a-t-il pas explosé ?
Expérience 2 :
- Peut-être avez-vous passé un couteau entre le verre et la glace pour décoller la glace et éviter que la glace ne colle au verre
- Peut-être avez-vous mis de l'eau chaude tout autour du verre pour qu'il n'explose pas ensuite
- Pour qu'une fontaine publique ne gèle pas, on met un bout de bois dedans pour que la glace se compacte autour du bout de bois et que la fontaine ne se casse pas.
Conclusions :
- Au bout de 30 minutes, la glace qui s'était formée, recouvrait le dessus du verre, en contact avec l'air extérieur. Il recouvrait l'ensemble de l'eau qui n'était pas encore gelé dans le fond du verre. Celle-ci, par la poussée de la glace qui se forme et qui prend plus de place que l'eau à l'état liquide aurait mis le verre sous pression et il aurait explosé. Alors j'ai pratiqué un trou au milieu du couvercle de glace, ce qui fait que l'eau a pu remonter aussi au-dessus de la glace.
Expérience 3 :
- Selon ce qui a été dit avant pour la fontaine, on sait que le bout de bois ne va pas pouvoir se compacter, mais les pailles sont molles, alors elles risques d'être tout ramollies, resserrées sur elles-mêmes et ne niveau va monter comme pour la première expérience.
- Ca gèle autour des pailles et ça ne pète pas comme le verre, alors le niveau baisse
- l'eau monte dans les pailles et gèle aussi ensuite.
- les pailles laissent rentrer de l'air qui va s'emprisonner au fond du verre, la glace se forme au-dessus
Conclusions :
- La présence des pailles permet à l'eau de s'échapper à l'intérieur
- Ainsi l'eau gèle sur plusieurs surfaces simultanément
- Le niveau de la glace est identique qu'au verre non-gelé, mais les pailles débordent d'eau qui est gelée
Expérience 4 :
- Restitution lors de la prochaine leçon