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TP expérimental — Suivre la fusion de la glace

5e · Cycle 4 · Thème "Organisation et transformations de la matière" — Manipulation en salle de sciences

Nom : …………………………… Classe : 5e…… Date : ……/ ……/ ……
Objectifs
  • Suivre l'évolution de la température au cours de la fusion de la glace.
  • Tracer et interpréter une courbe température = f(temps).
  • Vérifier expérimentalement la conservation de la masse et la non-conservation du volume lors d'un changement d'état.
5 min — Accueil, sécurité 20 min — Mesures (chauffage lent) 10 min — Tracé de la courbe 15 min — Interprétation, synthèse
Avant de manipuler — ton hypothèse

Réponds avant de commencer la manipulation. Tu compareras ta prédiction à tes résultats à la fin du TP.

D'après toi, la température va-t-elle continuer à augmenter pendant que la glace fond, ou va-t-elle rester stable un moment ? Note ta prédiction avant de commencer les mesures.

Sécurité
À respecter impérativement :
  • Le bain-marie ou la source de chaleur peut être chaud(e) : ne pas toucher directement, manipuler le bécher avec précaution.
  • Le thermomètre est fragile : ne jamais l'utiliser pour remuer, ne pas le laisser reposer contre le fond ou les parois du bécher.
  • Essuyer immédiatement toute éclaboussure d'eau au sol pour éviter les glissades.
Matériel
Pour le suivi de la fusion
  • Glaçons (issus du même bac, de forme régulière si possible)
  • Bécher
  • Thermomètre (ou sonde de température)
  • Chronomètre
  • Bain-marie ou plaque chauffante à faible puissance
Pour la masse et le volume
  • Balance électronique
  • Éprouvette graduée
Protocole expérimental
  1. Avant chauffage. Pèse un glaçon : note sa masse m₁. Mesure (ou estime par déplacement d'eau) son volume V₁.
  2. Installation. Place le glaçon dans le bécher avec le thermomètre, sans le faire toucher les parois. Démarre le chronomètre.
  3. Mesures. Chauffe très doucement et relève la température toutes les minutes, jusqu'à ce que toute la glace ait fondu et que la température recommence à augmenter franchement pendant 2-3 minutes.
  4. Après fusion. Pèse l'eau liquide obtenue : note sa masse m₂. Mesure son volume V₂ à l'éprouvette.
  5. Trace le graphique température = f(temps) à partir de ton tableau de mesures.
Tableau de mesures
Temps (min)012345678910
Température (°C)
Graphique — Température en fonction du temps

Place un point pour chaque mesure, puis relie les points. Pense à gradue les axes avant de commencer.

T (°C) t (min)
Masse et volume — avant / après
Avant fusion (glace)Après fusion (eau liquide)
Massem₁ = ……… gm₂ = ……… g
VolumeV₁ = ……… mLV₂ = ……… mL
Questions d'interprétation

1. À quelle température la courbe présente-t-elle un palier ? Que représente ce palier ?

2. Compare m₁ et m₂. Qu'en conclus-tu sur la masse au cours d'un changement d'état ?

3. Compare V₁ et V₂. Qu'en conclus-tu sur le volume au cours d'un changement d'état ?

4. Un camarade affirme : « puisque la masse ne change pas, le volume non plus ». Explique pourquoi cette affirmation est incorrecte, à partir de tes résultats.

Trace écrite — bilan
Lors d'un changement d'état d'un corps pur, la température reste   : on parle de   de température.

Le passage de l'état solide à l'état liquide s'appelle la  . Au cours de cette transformation, la masse est  , mais le volume est  .

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