Publié : 14 mars 2010

Les états et les changements d’états de l’eau.

Les états et les changements d’états de leau

 

T.P. n°1 : L’eau à l’état liquide :

On souhaite prélever divers échantillons d’eau liquide :

-20 g ; 150 mL ; 1,5 dm3 et 1 kg en utilisant le matériel mis à disposition :

Afficher l'image en taille réelle

Une pissette d’eau

http://physique.ursule.free.fr/images/photos_labo/eprouvette.jpg

Une éprouvette graduée de 250 mL et une éprouvette graduée de 1000 mL

http://www.tompress.com/data/peselp05-1-p.jpg

Une balance électronique

http://www.pause-creative.fr/pub/albums%20transparents/cubephoto.jpg

Un cube creux en matière plastique

http://www.mycoop.coop/uploads/pics/bouteille_d_eau.jpg

Une bouteille d’eau

 

Quelques notions à retenir :

1-Volume d’un corps :

Le volume d’un corps (solide, liquide ou gaz) correspond à la "place" occupée par l’objet dans l’espace (3 dimensions).

 

cube a cube b 

Le cube b occupe plus de place que le cube a : le volume du cube b est supérieur à celui du cube a.

Le volume d’un corps se mesure de diverses façons :

-mesures "géométriques" d’un volume :

Certains corps possèdent une forme géométrique particulière dont on peut déterminer le volume en appliquant une relation mathématique :

volume du cube :

V = a x a x a 

Volume du pavé droit (parallélépipède rectangle) :

V= L x l x h

Volume du cylindre :

V= (r x r x p x h) soit V= (r2 x p x h)

 

-mesures "directes" d’un volume :

Pour mesurer "directement" un volume, on utilise des appareils gradués (plus ou moins précis) tels que :

Des éprouvettes graduées :

http://www.usinenouvelle.com/expo/img/eprouvette-graduee-en-000121451-4.jpg

 

Un bécher gradué :

Un erlenmeyer gradué :

Des fioles jaugées :

http://www.svt.ac-aix-marseille.fr/labosvt/local/cache-vignettes/L500xH532/fiole_fioles-0a45f.jpg

Remarque : la lecture d’un appareil gradué se fait toujours en plaçant son oeil au niveau de la graduation à lire.

oeil.JPG (3930 octets)

Le volume d’un corps s’exprime en mètre cube ( m3) (U.S.I.) ou dans d’autres unités (selon le besoin et/ou les appareils de mesure) : 

mètre cube

(m3)

 

 

décimètre cube

(dm3)

 

 

centimètre cube

(cm3)

1000 L

100 L

10 L

1 L

0,1 L

0,01 L

0,001 L

 

hectolitre

(hL)

décalitre

(daL)

litre

(L)

décilitre (dL)

centilitre (cL)

millilitre

(mL)

De ce tableau, on retiendra surtout : 

1 dm3 = 1 L 1 m3 = 1000 dm3 = 1000 L 1L= 1000 mL et 1cm3 = 1 mL

http://boomeria.org/chemtextbook/fig2-6.jpg

 

pipette1.jpg (4367 octets)

Cette éprouvette graduée en mL indique un volume de 7,3 mL soit 7,3 cm3

Remarque : pour calculer des volumes ou convertir des unités : http://www.lenntech.com/fran%C3%A7ais/conversion-unit%C3%A9s/volume.htm 

 

2-Masse d’un corps :

La masse d’un corps (solide, liquide ou gaz) dépend du type et de la quantité de matière qui compose ce corps :

la masse d’un corps caractérise le type et la quantité de matière présente dans ce corps.

Les deux cubes ont le même volume mais sont faits de différentes matière : le plomb est plus lourd que le bois.

 

Une masse se mesure avec une balance et s’exprime en kilogramme (kg) (Unité du Système International (U.S.I.))

roberval.JPG (7962 octets)

Une balance de Roberval.

Masses marquées :

masses.JPG (5138 octets)

Une balance électronique.

 

On utilise également comme unité :

 le gramme (g) avec 1kg= 1000g, le milligramme (mg) avec 1g= 1 000 mg ou la tonne (t) avec 1t = 1000 kg.

La masse de confiture contenue dans le pot est de 450g soit 0,450 kg.

La masse (à vide) de cette voiture est de 1,125 t soit 1125 kg.

http://archives.madame.lefigaro.fr/photos/20060221.PHO5515.jpg

La masse d’aspirine contenue dans un cachet est de 500 mg soit 0,500g.

 

Voir cet exercice sur les ordres de grandeurs de masses.

Lorsqu’on veut mesurer la masse d’un liquide ou d’un solide en poudre, il faut utiliser un récipient pour y placer cette substance. Il faut alors tarer (remettre à zéro avec le récipient vide) la balance.

 

Propriétés des états de la matière :

Activité d’introduction.

1-Propriétés des liquides :

Un liquide :

-ne peut pas être pris à la main ;

 

-n’a pas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient ;

 

-a une surface libre, au repos, plane et horizontale ;

 

La surface libre d’un liquide au repos est plane et horizontale.

Voir cette animation (cliquer sur ouvrir. Merci Stéphane !)

-a un volume propre ;

Le volume d’eau colorée reste toujours le même quelque soit le récipient : V= 100 mL.

 

Remarque : Tous les liquides possèdent une masse, cependant, cette masse varie selon la nature et le volume du liquide étudié. Ainsi, 1L d’eau liquide pèse 1kg tandis qu’1L d’acide sulfurique pèse 1,82kg et 1L de cyclohexane pèse 0,78 kg.

Voir comment déterminer la masse d’un litre de liquide.

 

2-Propriétés des solides :

Un solide :

-peut être pris à la main ;

 

-a une forme propre : il ne prend pas la forme du récipient qui le contient et garde sa forme (seuls les solides divisés (en poudre) peuvent changer de forme mais contrairement aux liquides ils peuvent être mis en tas et leur surface n’est pas forcement plane et horizontale) ;

 

-a un volume propre ;

Remarque : Tous les solides possèdent une masse, cependant, cette masse varie selon la nature et le volume du solide étudié. Ainsi, 1dm3 de glace pèse 0,916 kg (plus léger qu’1 dm3 d’eau liquide qui pèse 1 kg : la glace flotte sur l’eau !) tandis qu’1 dm3 d’or pèse 19,3 kg !

 

3-Propriétés des gaz :

Un gaz :

-ne peut pas être pris à la main ;

 

-n’a pas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient ;

 

-n’a pas de volume propre : il occupe tout l’espace qui lui est offert ;

Lorsqu’on retire la séparation, le gaz roux présent initialement dans le flacon du bas occupe tout l’espace mis à sa disposition : les deux flacons.

Remarque : Tous les gaz possèdent une masse, cependant, cette masse varie selon la nature et le volume du gaz étudié. Ainsi, 1dm3 d’air pèse 1,3 g dans les conditions normales de température et de pression tandis qu’1 dm3 de vapeur d’eau pèse 0,75 g dans les mêmes conditions.