Les états de la matière

Range ces corps dans un tableau à trois colonnes (solide / liquide / gaz) : un clou, du lait, l'air contenu dans un ballon, une gomme, de l'essence, le gaz d'un briquet.

Complète avec « propre » ou « pas propre » : a) Un solide a une forme ... et un volume ... . b) Un liquide n'a ... forme propre, mais il a un volume ... . c) Un gaz n'a ni forme ... ni volume ... .

Associe chaque mot à sa définition.
Mots : fusion — solidification — vaporisation — condensation.
Définitions : ① passage du liquide au gaz ; ② passage du gaz au liquide ; ③ passage du solide au liquide ; ④ passage du liquide au solide.

Vrai ou faux ? Justifie chaque réponse en une phrase.
a) La buée est un gaz.
b) La vapeur d'eau est invisible.
c) Un glaçon qui fond perd de la matière.

Sans ouvrir les yeux, Moussa touche deux seringues bouchées : l'une contient de l'eau, l'autre de l'air. Il pousse doucement sur chaque piston. Décris ce qu'il doit ressentir dans chaque cas, et explique pourquoi avec le modèle particulaire.

À Abéché, où les températures dépassent souvent $40\ \text{°C}$, un verre d'eau laissé dehors sans couvercle voit son niveau baisser lentement, heure après heure, sans jamais bouillir.

1. Quel changement d'état se produit ?
2. Comment appelle-t-on ce changement lorsqu'il est lent et se produit à toute température ?
3. Ce même changement peut-il aussi se produire à $0\ \text{°C}$ ? Justifie.

Deux flacons fermés, A et B, contiennent exactement le même nombre de particules d'air. Le flacon A a un volume de $2\ \text{L}$, le flacon B a un volume de $1\ \text{L}$.

1. Dans lequel des deux flacons les particules sont-elles les plus resserrées ?
2. Pourquoi peut-on ainsi réduire le volume occupé par un gaz, alors qu'on ne peut pas faire la même chose avec un liquide ?

On verse $250\ \text{mL}$ d'huile dans un verre cylindrique haut et étroit, puis on transvase la totalité de cette huile dans un grand plat plat et large.

1. La forme de l'huile a-t-elle changé ?
2. Son volume a-t-il changé ?
3. Quel est l'état physique de l'huile ? Justifie avec les deux propriétés étudiées dans ce chapitre.

Un bidon souple, fermé et opaque, contient soit de l'huile, soit de l'air : on ne sait pas lequel. Décris une expérience simple, sans l'ouvrir, permettant de savoir ce qu'il contient, et explique le résultat attendu dans chaque cas.

Sans ouvrir un flacon fermé et opaque, propose un protocole en trois étapes pour déterminer s'il contient un solide, un liquide ou un gaz. Pour chaque étape, précise l'observation qui permettrait de conclure.

1. Une première étape pour repérer un solide.
2. Une deuxième étape pour distinguer liquide et gaz par le bruit et le mouvement.
3. Une troisième étape, de confirmation, basée sur la compressibilité.

Trois substances mystères A, B, C.
A garde toujours exactement la même forme, où qu'on la pose.
B change de forme selon le récipient, mais sa surface reste toujours horizontale.
C remplit immédiatement tout ballon dans lequel on le met, même un ballon dix fois plus gros.

1. Identifie l'état physique de A, B et C.
2. Range ces trois états du plus « compact » (particules les plus serrées) au moins compact.
3. Le corps C est-il compressible ? Justifie avec le modèle particulaire.

Le cycle de l'eau dans la nature.

1. Le soleil chauffe l'eau des rivières et des océans : elle se transforme en vapeur invisible qui monte dans le ciel. Quel changement d'état est-ce ?
2. En altitude, l'air est plus froid ; la vapeur se transforme en minuscules gouttelettes qui forment les nuages. Quel changement d'état est-ce ?
3. Ces gouttelettes tombent sous forme de pluie ; en montagne, il fait parfois si froid qu'elles tombent sous forme de neige. Quel est l'état physique de la neige, et par quel changement d'état l'eau liquide des nuages y est-elle passée ?

Le glacier d'Aminata (Dakar). Aminata vend des sacs de glaçons de $2\ \text{kg}$ à $500$ F CFA le sac. Un jour, elle en vend $12$ sacs.

1. Calcule la recette totale d'Aminata ce jour-là.
2. Un sac de glaçons oublié en plein soleil fond complètement en une heure. Quel est le nom de ce changement d'état ?
3. La masse d'eau liquide obtenue est-elle plus grande, plus petite, ou égale à la masse de glace initiale ? Justifie.

La citerne de Ndjamena. Une famille remplit une citerne cylindrique vide grâce à un camion-citerne qui vend l'eau $15$ F CFA le litre. La citerne, pleine, contient $2\,000\ \text{L}$.

1. Calcule le prix pour remplir complètement la citerne.
2. La famille verse ensuite une partie de cette eau dans des bidons de formes différentes pour la transporter. Le volume d'eau change-t-il en changeant de récipient ? Justifie avec les propriétés du liquide.
3. Pourquoi peut-on, avec une pompe, faire entrer une très grande quantité d'air comprimé dans un pneu, alors que ce serait impossible de faire entrer une aussi grande quantité d'eau dans le même volume ?

Deux bouteilles de gaz (Bamako et Douala). Ibrahima achète une bouteille de gaz butane de $6\ \text{kg}$ à $6\,500$ F CFA, et une bouteille de $12\ \text{kg}$ à $12\,000$ F CFA.

1. Calcule le prix d'un kilogramme de gaz pour chacune des deux bouteilles.
2. Quelle bouteille est la plus économique au kilogramme ?
3. Le gaz à l'intérieur de la bouteille est fortement comprimé. Une fois le robinet ouvert, il se détend dans la marmite pour brûler. Son volume a-t-il augmenté ou diminué en sortant de la bouteille ? Justifie avec le modèle particulaire.