L’air, les gaz dissous et la masse volumique

Le déroulé, semaine par semaine

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1. 1 Semaine du 30 août Bienvenue en 4^e, et chasse aux dangers Accueil

   • Le programme de l’année : les sept séquences, comment se passe un cours, un TP, une évaluation.
   • La chasse aux dangers : des situations de laboratoire où quelque chose cloche, à toi de trouver l’erreur et d’expliquer le risque.
   • Cette année, l’exigence monte d’un cran sur la troisième colonne : la règle doit être écrite à l’impératif, en une seule phrase, et être vérifiable.
   • On écrit ensemble la charte de sécurité de la salle, puis chacun la signe et la colle dans son cahier.

   Le programme de PC en 4^e La chasse aux dangers La Charte du Laboratoire
2. 2 Semaine du 6 septembre L’air a-t-il une masse ? Activité

   • On vote au tableau : un ballon gonflé pèse-t-il plus lourd qu’un ballon dégonflé ? On garde le résultat du vote pour plus tard.
   • Que contient l’air que nous respirons ? Environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène, 1 % d’autres gaz.
   • Démonstration au bureau : pesée du ballon dégonflé, puis regonflé. La balance tranche la question.
   • Un litre d’air pèse environ 1,2 g, un litre d’eau en pèse 1 000. On calcule ensuite la masse de l’air contenu dans la salle.

   Activité 1 Correction
3. 3 Semaine du 13 septembre La masse volumique Activité

   • La vieille question piège : qu’est-ce qui est le plus lourd, un kilogramme de plumes ou un kilogramme de plomb ?
   • La vraie question : un centimètre cube de bois et un centimètre cube de plomb. On ne compare que ce qui est comparable, donc à volume égal.
   • Naissance d’une nouvelle grandeur : la masse volumique, notée ρ, et la relation ρ = m / V.
   • On apprend à s’en servir dans les deux sens, et on retient le tableau des masses volumiques usuelles.

   Trois écritures à connaître par cœur : ρ = m / V, mais aussi m = ρ × V et V = m / ρ. Les trois tombent à l’évaluation.

   Activité 2 Correction
4. 4 Semaine du 20 septembre TP : identifier un métal par sa masse volumique Travaux pratiques

   • Trois échantillons métalliques numérotés, et une seule consigne : trouve de quel métal il s’agit.
   • C’est toi qui écris le protocole avant de recevoir le matériel : deux mesures suffisent.
   • La masse à la balance, le volume par déplacement d’eau dans l’éprouvette graduée, puis le calcul.
   • Deuxième partie plus rapide : la masse volumique d’un liquide, et l’explication de pourquoi l’huile flotte sur l’eau.

   Pour cette séance : blouse en coton et cheveux attachés, comme prévu dans la charte que tu as signée.

   Fiche de TP Correction
5. 5 Semaine du 27 septembre Les gaz dissous dans l’eau Activité

   • On ouvre une bouteille d’eau gazeuse : d’où viennent les bulles, et de quel gaz s’agit-il ?
   • Le test à l’eau de chaux, en démonstration, pour trancher la question.
   • Deux bouteilles côte à côte, une froide et une tiède : de quoi dépend la quantité de gaz que l’eau peut retenir ?
   • Pourquoi les poissons ont besoin d’eau froide, et ce que devient le dioxyde de carbone que nous rejetons dans les océans.

   Activité 3 Correction
6. 6 Semaine du 4 octobre On relie tout Synthèse

   • Retour des comptes rendus de TP et des erreurs les plus fréquentes.
   • On construit ensemble la fiche de révision, au tableau : l’air, la masse volumique, la solubilité.
   • Un exercice résolu du manuel, travaillé pas à pas, avec la méthode expliquée.
   • Questions libres : c’est le moment de demander ce qui reste flou.

   La semaine prochaine : évaluation. Le programme précis est annoncé en fin de séance.

   Fiche de révision
7. 7 Semaine du 11 octobre Évaluation de fin de séquence Évaluation

   • Vingt minutes de révision guidée ensemble, avec la fiche.
   • Évaluation écrite de cinquante minutes : composition de l’air, calculs de masse volumique, lecture d’un graphique de solubilité.
   • Correction commencée ensemble juste après.

   Sujet d’entraînement

Ce que tu dois savoir faire à la fin de la séquence

C’est exactement ce qui sera évalué la semaine du 11 octobre.

• Donner la composition de l’air et la masse approximative d’un litre d’air
• Calculer une masse volumique à partir d’une masse et d’un volume
• Utiliser la relation ρ = m / V dans les deux sens
• Mesurer le volume d’un solide par déplacement d’eau
• Identifier un matériau en comparant sa masse volumique à un tableau
• Expliquer de quoi dépend la solubilité d’un gaz dans l’eau

Les mots à connaître

Ce vocabulaire doit être su par cœur, avec l’orthographe exacte.

Masse volumique

Grandeur qui compare la masse d’un échantillon à son volume. Elle se note ρ et se calcule par ρ = m / V.

Composition de l’air

Environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz. L’air n’est pas du dioxygène pur.

Volume

Place occupée par un échantillon de matière. Il se mesure en millilitres, en litres ou en centimètres cubes.

Éprouvette graduée

Verrerie qui sert à mesurer un volume de liquide avec précision. On la pose bien à plat.

Ménisque

Courbure de la surface d’un liquide dans un tube étroit. Le volume se lit à sa base, l’œil à hauteur de la graduation.

Déplacement d’eau

Méthode pour mesurer le volume d’un solide : la montée du niveau dans l’éprouvette est égale au volume de l’objet.

Solubilité

Masse maximale d’une espèce que l’on peut dissoudre dans un litre d’eau, à une température donnée.

Gaz dissous

Gaz présent dans l’eau sans être visible, comme le dioxygène que respirent les poissons.

Test à l’eau de chaux

L’eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone. C’est le test qui l’identifie.

Ordre de grandeur

La valeur approchée la plus proche, en puissance de dix. Un litre d’air, c’est environ 1 g.