En première année de collège (1AC), l’étude de la chaleur et des changements d’état physique de la matière est une introduction importante à la thermodynamique.
I – Repérage d’une température
1- Activité
Comment distinguer entre l’eau chaude et froide ?
2- Conclusion
Lorsque les mains sont immergées dans l’eau tiède la main droite semble froide tandis que la gauche est chaude. Le sens du toucher n’est pas sûr, nous utilisons donc un thermomètre.
II- Description du thermomètre
1- Thermomètre
Le thermomètre est utilisé pour repérer la température d’un corps.
Différents types de thermomètres sont parmi eux :
– Thermomètre numérique (électronique).
• Thermomètre à liquide (Mercure ou Alcool)
* Thermomètre médical.
– Thermomètre infrarouge
2- Utilisation du thermomètre à liquide :
Déterminer la valeur de chaque petite division du thermomètre.
On place le réservoir du thermomètre dans le liquide sans qu’il touche le fond du récipient ou ses parois intérieur. On attend la stabilité du liquide.
On place l’œil, horizontalement au niveau du liquide thermométrique et on effectue la lecture de la valeur de la température.
III- Température et chaleur
1- Activité
2- Observation
Température de l’eau augmente lorsqu’elle est chauffée.
La température de l’eau diminue lorsque le chauffage est arrêté.changements d’état physique
3- Conclusion
Lorsqu’un corps reçoit de la chaleur, sa température augmente et lorsqu’il cède de la chaleur, sa température diminue.
4- Définition
Température est une grandeur physique caractérise la propriété thermique d’un corps (froide ou chaude), mesurée à l’aide d’un thermomètre, on symbolisée par la lettre grec téta (q) ou bien T, sa unité usuelle est le degré Celsius et son symbole est (°C).
La chaleur est une énergie thermique cédée ou reçu par un corps .
IV- Les changements d’états physiques de la matière
Un changement d’état est le passage d’un état à un autre sous l’effet d’un changement de température.
1- Solidification
La solidification est le changement de l’état liquide à l’état solide
2- Fusion
Fusion est le changement de l’état solide à l’état liquide
3- Vaporisation
Vaporisation est le changement de l’état liquide à l’état gazeux
4- Liquéfaction (condensation)
Liquéfaction est le changement de l’état gazeux à l’état liquide
V- Interprétation des changements d’états de la matière par le modèle particulaire
Les particules à l’état solide sont compacts et bien rangées, mais après la fusion, le mouvement des particules augmente pour devenir non rangées, formant l’état liquide : en gagnant de la chaleur.
Le mouvement des particules augmente et les particules deviennent plus dispersées.
Remarque :
Certains corps passent directement de l’état solide à l’état gazeux, ce changement d’état s’appelle la sublimation.
Certains corps passent directement de l’état gazeux à l’état solide, ce changement d’état s’appelle la condensation.
VI- Conservation de masse et non conservation du volume
1- Activité
Nous mesurons la masse du récipient et la glace et après la fusion de la glace nous mesurons la masse à nouveau.changements d’état physique
2- Observation
Nous observons que le volume d’eau est inférieur au volume de la glace, mais la masse d’eau et de glace est la même.
3- Conclusion
Alors nous concluons que la masse de la matière est conservée quand elle change d’un état physique à l’autre, mais le volume n’est pas conservé.
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