La matière et l’énergie :

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1 La matière et l’énergie :
Les propriétés et les transformations de la matière Univers non vivant

2 Qu’est-ce que la matière?
La matière se définit comme toute substance qui occupe un espace et possède une masse. Elle comprend tous les solides, les liquides et les gaz. Exemples communs: crayon, pupitre, etc. Exemples scientifiques: oxygène, particule, eau, etc.

3 La théorie particulaire de la matière
Quand l’eau est chauffée, ses particules acquièrent de l’énergie et se déplacent de plus en plus vite. La température augmente jusqu’à ce que le liquide atteigne son point d’ébullition. Parvenue à ce point, la température cesse d’augmenter. La chaleur est plutôt utilisée pour aider les particules à se déplacer plus librement et à s’échapper de la surface du liquide. Les particules qui ont été libérées se retrouvent maintenant à l’état gazeux.

4 Théorie particulaire de la matière
C’est la théorie utilisée pour expliquer les propriétés de différents mélanges et différentes solutions. Voici les points principaux (MAPPE): Toute matière est constituée de très petites particules. Toutes les particules d’une substance pure sont pareilles. Des substances différentes sont faites de particules différentes. Il y a de l’espace entre les particules. Les particules sont toujours en mouvement. - Plus les particules gagnent en énergie, plus leur mouvement s'accélère (La matière se dilate, donc il a une dilatation de la matière) - Plus les particules perdent en énergie, plus leur mouvement ralentit (La matière se contracte, donc il a une contraction de la matière) Les particules d’une substance s’attirent l’une à l’autre. La puissance de la force d’attraction dépend du type de particule.

5 Théorie particulaire de la matière
Les particules Mouvement Attirent Petites Pareilles Espaces

6 Les transformations de la matière
Lecture en grand groupe Univers 1: Chapitre #2 (pages 41 et 42)

7 Les transformations de la matière
La matière peut subir de nombreuses transformations. Une transformation est un changement qui modifie une des propriétés d’une substance. Les transformations qui ne modifient pas la nature des substances sont des changements physiques.

8 Les transformations de la matière
Changements physiques: Un changement physique se produit lorsqu'il n'y a pas transformation de la matière. Les changements d’état de la matière sont des changements physiques. Les changements physiques sont réversibles. Exemple: L'eau liquide qui s'évapore reste toujours de l'eau, H2O. Changements chimiques: Un changement chimique se produit lorsqu'il y a transformation de la matière. Toutes les réactions chimiques dégagent ou absorbent de la chaleur. Les changements chimiques sont irréversibles. Exemple: Le fer qui rouille.

9 Les changements de phase
Les changements de phase sont produits par une variation de température. Comme ils ne changent pas la nature des substances, les changements de phase sont des changements physiques.

10 Les changements de phase
Voici les six changements d’état:

11 Activité: Les changements physiques
Manuel: Univers 1 Fiche #7 (pages 41 à 46)

12 Activité: Les changements physiques (pages 41 à 46)

13 Les changements de phase
Un gaz Un solide Un liquide Liquéfaction/ Condensation liquide Vaporisation Solidification Fusion Sublimation Cristallisation/ Condensation solide

14 La fusion et la solidification
Exemple: La glace que l’on fait suffisamment chauffer se transforme en eau: c’est la fusion. À l’inverse, l’eau suffisamment refroidie se transforme en glace: c’est la solidification. La température à laquelle se fait le passage de la phase solide à liquide est le point de fusion. Fusion Phase solide Phase liquide Solidification

15 La vaporisation et la liquéfaction
La phase de vaporisation peut se faire de deux façons: L’ébullition: L’eau qui bout se transforme en vapeur. L’évaporation: L’eau liquide qui se transforme lentement en vapeur d’eau, sans bouillir. La température à laquelle se fait le passage de la phase liquide à la phase gazeuse est le point d’ébullition. Vaporisation Phase liquide Phase gazeuse Liquéfaction

16 La sublimation et la cristallisation
La sublimation est difficilement observable parce qu’il est souvent lent. Exemple: Un glaçon au congélateur diminuera de volume sans avoir fondu. La cristallisation est le passage direct de la phase gazeuse à solide. La fumée blanche qui sort de la bouche que l’on peut observer lorsqu’il fait froid est un exemple de cristallisation. Celle-ci est faite de microscopiques particules de glace.. Sublimation Phase solide Phase gazeuse Cristallisation

17 Qu’est-ce qu’un mélange?
Les mélanges Qu’est-ce qu’un mélange? Un mélange est une combinaison de deux ou de plusieurs substances. Les propriétés d’un mélange dépendent des substances qui le composent. Un mélange peut être hétérogène ou homogène.

18 Activité: Les mélanges
Manuel: Univers 1 Fiche #8 (pages 47 à 49)

19 Activité: Les mélanges (pages 47 à 49)

20 Activité: Les mélanges (pages 47 à 49) Corrigé
1. Mélange hétérogène 2. Mélange homogène Caractéristiques: 1. Il est composé de deux ou de plusieurs substances 2. On peut distinguer ses différents constituants. ( voir les substances qui le compose) 3. Il à donc plusieurs phases (solide, liquide et gaz) EXEMPLES: Céréales avec du lait, gâteau, vinaigrette, muffin aux bleuets etc. Caractéristiques: 1. Il est composé de deux ou de plusieurs substances 2. On ne peut PAS distinguer ses différents constituants. 3. Il n’a donc qu’une phase visible. (solide, liquide, gaz) EXEMPLES: Eau salée, café, verre, plastique, etc.

21 Un mélange hétérogène Dans un mélange hétérogène, il est possible de distinguer ses différents constituants. Ce genre de mélange a donc plusieurs phases (solide, liquide ou gazeuse) visibles. On peut re-séparer les substances. Exemple: Le pain aux raisins On distingue deux constituants: la pâte et les raisins. Le mélange a deux phases solides qui sont facilement visibles. Le mélange a aussi une autre phase moins visible: la phase gazeuse (les bulles d’air qui sont dans la pâte).

22 Un mélange hétérogène Les particules des divers constituants (représentées ici par des billes rouges et des billes bleues) ne sont pas distribuées uniformément. Les propriétés du mélange ne sont pas identiques dans toutes les zones du mélange.

23 Un mélange homogène Dans un mélange homogène, on ne peut pas distinguer ses différents constituants. Ce genre de mélange n’a donc qu’une phase (solide, liquide ou gazeuse) visible. Il est difficile de re-séparer les substances. Exemple: Du pouding au chocolat. On ne peut distinguer les différents constituants.

24 Un mélange homogène Les particules des divers constituants (représentées ici par des billes rouges et des billes bleues) sont distribuées uniformément. Les propriétés du mélange sont identiques dans toutes les zones du mélange.

25 Des exemples de mélanges hétérogènes:
Céréales avec du lait, gâteau, vinaigrette, muffin aux bleuets etc.

26 Des exemples de mélanges homogènes:
Eau salée, café, verre, plastique, etc.

27 Activité: Les solutions
Manuel: Univers 1 Fiche #9 (pages 50 à 51)

28 Activité: Les solutions (pages 50 et 51)

29 Fiche #9 corrigé Une solution est : un mélange homogène dans lequel une substance ou plusieurs substances sont dissoutes dans une autre substance. Exemple: De l’eau sucré Un soluté est: la substance qui est dissoute dans le solvant. Exemple: le sucre dans la solution de l’eau sucré. Un solvant est: la substance qui dissout le soluté. Exemple: L’eau dans la solution d’eau sucré.

30 Fiche #9 corrigé (suite)
Différents types de solutions Solution explication exemple Solution en phase solide Un solide est dissout dans un autre solide. Alliages: bronze, acier, etc. Solution en phase liquide Un solide, un liquide ou un gaz est dissout dans un liquide. café, thé, jus, boisson gazeuse* , etc. Solution en phase gazeuse Un gaz est dissout dans un autre gaz L’air, bouteille de plongée, etc. *Les mélanges comme la boisson gazeuse sont un peu trompeuse car elles sembleraient être des mélanges hétérogènes car nous pouvons observer 2 phases ( les bulles) , mais elles sont en réalité des mélanges homogènes à cause de la distribution uniforme des particules.

31 Les solutions + = eau salée
Une solution est un mélange homogène dans lequel une substance ou plusieurs substances sont dissoutes dans une autre substance. Soluté: La substance qui est dissoute. (plus petite quantité) Solvant: La substance qui dissous un soluté. (plus grande quantité) soluté solvant = eau salée sel eau

32 Les solutions On utilise des solutions dans les laboratoires, en cuisine, en alimentation, dans les soins d’hygiène et les produits de nettoyage. Exemple: Une boisson gazeuse contient de l’eau, du sucre, du gaz et des saveurs artificielles dissoutes dans l’eau. Il existe des solutions en phase solide, en phase liquide et en phase gazeuse.

33 Les solutions en phase solide
Un solide est dissous dans un autre solide L’or des bijoux est un alliage d’or et d’autres métaux. En ajoutant un autre métal à l’or, on obtient un bijou plus résistant à l’usure et à la déformation.

34 Les solutions en phase liquide
Un solide, un liquide ou un gaz est dissous dans un liquide.

35 Les solutions en phase gazeuse
Un gaz est dissous dans un autre gaz. Par exemples, les bouteilles de plongée que l’on utilise pour aller en eaux très profondes sont remplies d’un mélange d’oxygène et d’hélium.

36 Les substances pures C’est une substance qui est composée d’un seul type ou groupe de particules du même type. Type élément Type composé Fer (fer /no.26) Eau (H2O / no.1 et no.8) Or (Au / no. 79) Sel (NaCL / no.11 et no. 17)

37 La séparation des mélanges
Il est fréquent qu’on doive séparer les constituants d’un mélange, que ce soit dans un laboratoire, dans l’industrie ou dans la vie de tous les jours. Comme les mélanges sont des transformations réversibles, on peut séparer les substances qui les composent en utilisant la technique appropriée. Voici les six principales techniques utilisées pour séparer les constituants d’un mélange: La décantation La centrifugation Le tamisage La filtration L’évaporation La distillation

38 La séparation des mélanges
La décantation Permets aux constituants d’un mélange hétérogène de se séparer sous l’action de la gravité. Exemple: L’huile et l’eau . La centrifugation Repose sur le même principe que la décantation, sauf que le mélange est placé dans un appareil qui tourne à grande vitesse. On appelle cet appareil une centrifuge. Exemple: Un échantillon sanguin 2

39 La séparation des mélanges
Le tamisage Consiste à faire passer le mélange à travers un tamis qui a des trous de grosseur déterminée. Exemple: Sables et cailloux , La filtration Consiste à faire passer un mélange à travers un filtre, habituellement en papier. Le filtre retient les constituants solides et laisse passer les constituants liquides. Exemple: Un filtre à café 5

40 La séparation des mélanges
L’évaporation Consiste à laisser le constituant liquide du mélange s’évaporer à la température ambiante. On récupère ensuite le solide. Exemple: L’eau et le sel 2 La distillation Consiste à faire chauffer un mélange jusqu’à ébullition afin de récupérer les gaz produits. On refroidit ensuite ces gaz dans un tube réfrigérant pour les liquéfier. Exemple: Spiritueux m