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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Thème 2 - Mouvement et interactions
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
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Chapitre 5
Activité 1 - Activité documentaire

Que se passe-t-il dans l'eau liquide ?

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Compétence : Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
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Problématique de l'activité
En 1827, le naturaliste Robert Brown observe le mouvement des grains de pollen dans l'eau. Alors qu'il s'attendait à les voir immobiles, il remarque que les grains de pollen ont des mouvements incessants.
Comment expliquer le mouvement brownien ?
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Doc. 1
La première hypothèse de Brown.

Brown attribua d'abord les mouvements observés à une « force vitale » liée au rôle reproducteur du pollen. Il dut changer d'hypothèse quand il constata que des petits fragments de feuilles tombés accidentellement dans l'eau bougeaient également. Il testa alors toutes sortes de matériaux réduits en poudre et observa à chaque fois des mouvements d'autant plus rapides que la température était élevée.
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Doc. 2
Einstein et le mouvement brownien.

[...] Einstein avait su voir [...] ce qui se cachait derrière le mouvement brownien [...].
[...] Loin d'être de simples caprices, les déplacements [au hasard] reflètent un ordre [invisible], déterminés qu'ils sont par l'agitation de [particules] invisibles : les molécules d'eau. Innombrables et minuscules, ce sont elles qui heurtent [...] les grains en suspension de poussière ou de verre, les obligeant à changer sans cesse de direction.
D'après Étienne Klein, Le pays qu'habitait Albert Einstein, 2016, Actes Sud.
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Doc. 3
Situation analogue à celle d'une grosse particule dans un liquide.

Placeholder pour Illustration : oursons gélifiés jaunes autour d'une bonbonnière rose et blanche. Flèches indiquant le mouvement.Illustration : oursons gélifiés jaunes autour d'une bonbonnière rose et blanche. Flèches indiquant le mouvement.
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Vocabulaire

  • Une particule : très petite partie de quelque chose.
  • Une molécule : type de particule qui compose certains corps purs (ex. : l'eau).
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Questions

Exploration et analyse des documents

1. Doc. 1 D'après Einstein, de quoi est constituée l'eau liquide ?

2. Doc. 2 Pourquoi ces particules ne sont-elles pas visibles au microscope, alors que les grains de pollen le sont ?
3. Doc. 2 Pourquoi les grains de pollen se déplacent-ils sans cesse ?

4. Doc. 1 L'agitation microscopique des molécules est-elle liée à la température du liquide ? Si oui, comment ?

Synthèse

5. Explique la différence entre un corps pur et un mélange en utilisant la notion de molécule.
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Pour réussir cette activité

  • J'ai compris le lien entre les observations de Brown et l'interprétation d'Einstein.
  • J'ai compris comment l'agitation des molécules se traduit à notre échelle.
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