Exercices

toutes identiques pour un corps pur.

toutes différentes pour un corps pur.

toutes identiques pour un mélange.

toutes différentes pour un mélange.

les particules du solide se dispersent.

le nombre total de particules ne change pas.

le nombre total de particules augmente.

la nature des particules du solide change.

particules avec du vide entre elles.

particules séparées toujours par le même espace vide.

particules sans vide entre elles.

est infiniment petite : on ne peut mesurer ni sa taille ni sa masse.

a une taille petite mais mesurable ; en revanche elle n'a pas de masse.

a une masse et une taille très petites et mesurables.

s'agitent de moins en moins.

s'agitent toujours autant.

s'agitent de plus en plus.

ne s'agitent plus du tout.

supérieur à la somme des masses des particules qui le constituent.

inférieur à la somme des masses des particules qui le constituent.

égale à la somme des masses des particules qui le constituent.

permet de comprendre les propriétés des trois états de la matière.

n'a aucun lien avec les propriétés des états de la matière.

à l'état solide.

à l'état liquide.

à l'état gazeux.

ne sont visibles avec aucun type de microscope.

sont visibles dans certaines conditions.

• Pour représenter la matière à l'échelle des particules qui la composent, il faut prendre en compte les aspects suivants de leur organisation :
• la distance : les particules sont-elles groupées ou dispersées ?
• la contrainte de mouvement : les particules sont-elles attachées ou libres ?
• Les transformations que l'on observe avec nos yeux peuvent résulter soit du changement d'organisation des particules, soit de la transformation de ces particules. Pour déterminer de quelle situation il s'agit, faut se demander si de nouvelles espèces chimiques font leur apparition ou non.

1. Schéma des particules de l'eau pure à l'état liquide :
2. Schéma des particules du sucre cristallisé :
3. Aucune nouvelle espèce chimique n'étant à priori décelable après cette opération, on peut faire l'hypothèse qu'il s'agit d'une simple réorganisation des particules. Les particules n'ont donc normalement pas changé au cours de la dissolution.

4. Schéma de la solution d'eau sucrée :

Leïla doit faire un exposé de Physique-Chimie sur l'organisation microscopique de la matière à l'état solide. Elle a l'idée d'utiliser une image de jeu vidéo pour illustrer son travail.


1. Quel est l'état physique initial de l'eau ? Quel est son état final ?

2. Que représente chacun des cubes sur l'image ?

3. Le solide représenté est-il un mélange ou un corps pur ?

4. Quel changement d'état a eu lieu ?

5. Pourquoi un solide a-t-il une forme propre ?

6. Comment évolue la masse de l'eau au cours de ce changement d'état ?

On représente au niveau microscopique des mélanges de deux liquides.


1. Quelle représentation correspond à un mélange homogène ? Explique ton raisonnement.

2. Quelle représentation correspond à un mélange hétérogène ? Explique ton raisonnement.

Enzo dissout complètement 30 g de fructose (un corps pur) dans 200 mL d'eau pure.

1. Combien d'espèces chimiques sont présentes dans ce mélange ?

2. Est-ce un mélange homogène ou hétérogène ?

3. Dessine une représentation à l'échelle microscopique de ce mélange et légende ton schéma.

On fait chauffer de l'eau liquide jusqu'à la porter à ébullition.

1. Décris à l'échelle des particules ce qui se passe au début du chauffage et lors de l'ébullition.

On dépose un glaçon dans un bécher. On place le bécher sur une plaque chauffante que l'on allume. On éteint la plaque chauffante lorsqu'il ne reste presque plus d'eau dans le bécher.

1. Qu'est-il arrivé à l'eau qui constituait le glaçon ?

2. Dessine l'allure de la courbe représentant la température de l'eau en fonction de la durée du chauffage.

3. Pour chaque partie de la courbe, décris le changement qui s'opère pour les particules d'eau.

On verse de l'eau dans une casserole que l'on dépose sur le rebord de la fenêtre. Au bout d'une journée, le niveau de l'eau aura baissé et cela s'accentuera les jours suivants. En effet, l'eau va s'évaporer progressivement, passant à l'état gazeux au niveau de la surface de contact entre l'eau et l'air ambiant. Plus la surface de la casserole est grande, plus l'évaporation sera rapide.
Si on souhaite obtenir le même résultat plus rapidement encore, il suffit de faire chauffer la casserole. Au bout d'un moment, des bulles de gaz vont se former de façon régulière au sein du liquide et son niveau va baisser rapidement. Il s'agit d'une ébullition car des bulles de vapeur d'eau se forment dans l'ensemble du volume du liquide.

1. Quel est le nom utilisé pour désigner le changement d'état dont il est question ici ?

2. À l'aide du texte ci-dessus, explique pourquoi on dit que l'évaporation est un phénomène surfacique et l'ébullition un phénomène volumique.

3. Quelle conséquence cela a-t-il pour les vitesses de ces deux phénomènes ?

4. Cite en t'aidant du texte ci-dessus, trois paramètres qui influencent la vitesse de l'évaporation.

5. Fais un schéma qui représente le phénomène d'évaporation au niveau microscopique.

On peut se représenter le mouvement des molécules en effectuant une chorégraphie dans la classe, chaque élève se comportant comme une molécule. Créez une chorégraphie qui met en scène :

1. la fusion d'un solide ;

2. la dissolution d'un solide dans un liquide ;

3. le mélange de deux liquides non miscibles.

En ouvrant un flacon de parfum, il flotte vite dans l'air une odeur agréable.

1. Schématise un flacon de parfum incliné et représente la surface libre du parfum.

2. Représente les particules de parfum au niveau microscopique (bien que ce ne soit pas un corps pur, tu pourras représenter des particules toutes identiques).

3. Représente sur le schéma le phénomène impliqué par la diffusion de l'odeur.

Caroline a appris en classe qu'au cours d'une dissolution, la masse de la solution est égale à la somme des masses du solvant et du soluté.
Elle aimerait modéliser cette propriété à l'aide d'un modèle particulaire dans le cas de la dissolution de sel dans l'eau.

1. Représente le sel à l'échelle microscopique. Tu pourras choisir n'importe quelle forme de particule.

2. Représente l'eau à l'échelle microscopique.

3. Représente le mélange du sel et de l'eau.

4. À quel détail dois-tu faire attention pour bien montrer que la masse se conserve ?

Au quotidien, on mesure les températures en degrés Celsius. 0 °C correspond à la température de fusion de l'eau solide dans des conditions standards. En 1848, Lord Kelvin a montré qu'il existe une température en-dessous de laquelle il est impossible de descendre : le zéro absolu. Cela correspond à -273,15 °C ou 0 K dans l'échelle de Kelvin.

1. Quelle est la température la plus faible dans l'univers (en degrés Celsius) ?

2. Quelle est la température de fusion de l'eau solide en Kelvin ?

3. Quelle est la température de vaporisation de l'eau liquide en degrés Celsius et en Kelvin ?

4. Au niveau microscopique, comment évolue le mouvement des particules d'eau si la température diminue ?

5. Propose une hypothèse sur le mouvement des particules d'eau à la température du zéro absolu.

1. Les mots ou groupes de mots suivants caractérisent les molécules dans l'état gazeux excepté un. Quel est l'intrus ?

en mouvement

agitées

liées

espacées

séparées

Les êtres vivants sont constitués de cellules. En moyenne, une cellule contient 200 000 milliards de particules (2 suivi de quatorze zéros). On trouve :

• 98,73 % de molécules d'eau
• 0,47 % de molécules de divers lipides
• 0,01 % de molécules de diverses protéines

1. Calcule le nombre de molécules d'eau qu'on trouve dans une cellule.

Le sucre utilisé en confiserie est le plus souvent constitué de particules de saccharose. Quand un sirop de sucre refroidit, ces particules vont se liées entre elles pour constituer du sucre solide. Pour fabriquer une confiserie crémeuse, on favorise la constitution de cristaux entre ces particules par un chauffage doux.
Au contraire, pour fabriquer une sucrerie dure et cassante, on empêche la formation de cristaux par un chauffage plus brutal et l'ajoute d'autres sucres comme le glucose de taille différente.

1. Quel est le nom de la particule qui compose le plus souvent les sucres ?

2. Un caramel est-il constitué de solides cristallin ou amorphe ?

3. Même question pour une sucette ?

J'identifie le phénomène physique à expliquer.

Je fais le lien entre le phénomène et le modèle qui m'est proposé pour expliquer.

J'utilise le modèle qui m'est proposé pour expliquer le phénomène.

Je propose un modèle permettant d'expliquer le phénomène.