Sciences : la matière, les changements d’état

Nous entrons dans un nouveau projet de sciences : la matière. C’est la période pour travailler les changements d’état. La question de départ est la recherche de la température de fusion de la glace (à quel température la glace fond-elle ?). Nous observons d’abord la glace en train de fondre dans un gobelet. Nous y mettons un thermomètre pour connaître la température de la glace en train de fondre. On observe que la glace fond à une température de 0°C. Pour répondre à cette question, nous commençons à émettre des hypothèses. Les élèves réfléchissent en groupe.

Hypothèse 1 : La glace fond à plus de 0°C si on met le gobelet au chaud (sur le radiateur)

Hypothèse 2 : La glace fond à moins de 0°C si on met le gobelet au froid (sur le bord de la fenêtre)

Les expériences sont préparées par les élèves et placées. Après observation, nous lisons les températures de tous les thermomètres. Ils indiquent tous 0°C, et la glace continue à fondre. Nous en concluons que la température de fusion de la glace est de 0°C et que cela ne dépend pas du milieu où elle fond.

Nous nous demandons ensuite si la température de fusion peut varier si on ajoute une matière à la glace en train de fondre.

Nous pensons que si on ajoute du sucre, si on ajoute du sable ou si on ajoute du sel, la température de fusion peut changer.

Et là, c’est la surprise : Si on ajoute du sucre, pas de changement : la glace continue de fondre à une température de 0°C. Sin ajoute du sable, pas de changement non plus : la glace fond toujours à 0°C. En revanche, en ajoutant du sel, le thermomètre se met à baisser très fort. On observe -12°C. Et pourtant la glace continue de fondre. C’est même dans ce gobelet qu’on observe que la glace a le plus fondu !  Nous concluons que certaines matières ajoutées à la glace en train de fondre ne modifient pas la température de fusion. En revanche, l’ajout de sel abaisse la température de fusion de la glace. Voilà pourquoi le sel est répandu sur les routes en hiver. Le sel abaisse la température de fusion : Il n’y a pas de verglas sur les routes jusqu’à environ -15°C, si on sale les routes.