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Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 6
Introduction à la vitesse et au mouvement
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 7
Introduire la notion d'énergie
Ch. 8
Les circuits électriques
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 9
Le son
Ch. 10
La lumière
Chapitre 5
Exercices
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Je me teste
Je sais
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1
Les particules sont :
toutes différentes pour un corps pur.
toutes identiques pour un mélange.
toutes différentes pour un mélange.
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2
Lors d'une dissolution, à l'échelle microscopique :
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.
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3
La matière est constituée de :
particules avec du vide entre elles.
particules séparées toujours par le même espace vide.
particules sans vide entre elles.
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4
Une particule :
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.
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5
Si on refroidit une substance, au niveau microscopique, les particules :
s'agitent de moins en moins.
s'agitent toujours autant.
s'agitent de plus en plus.
ne s'agitent plus du tout.
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6
La masse d'un mélange est :
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.
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7
Le modèle particulaire de la matière :
permet de comprendre les propriétés des trois états de la matière.
n'a aucun lien avec les propriétés des états de la matière.
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Je sais faire
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8
Le mouvement brownien a permis de mieux comprendre le mouvement des particules :
à l'état solide.
à l'état liquide.
à l'état gazeux.
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9
Les particules :
ne sont visibles avec aucun type de microscope.
sont visibles dans certaines conditions.
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10
Les trois états de la matière.
Légende le schéma avec les mots suivants : particule - vide - état solide - état liquide - état gazeux.
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A
B
C
D
E
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Exercice corrigé
Compétence : Modéliser des phénomènes pour les expliquer.
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11
Un sirop de sucre.
Pour réaliser une recette, Jonathan doit dissoudre du sucre dans l'eau. Il s'interroge sur ce qui se passe pour les particules de ces corps quand ils sont mélangés.
1. Schématise les particules d'eau à l'état liquide en les représentant chacune par un haricot bleu.
2. Schématise les particules du sucre à l'état solide et cristallin en les représentant chacune par un vers rouge.
3. Les particules changent-elles au cours de la dissolution ?
4. Schématise les particules de la solution d'eau sucrée.
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Étapes de la méthode
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.
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Corrigé
1. Schéma des particules de l'eau pure à l'état liquide :
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2. Schéma des particules du sucre cristallisé :
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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 :
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Exercice similaire
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12
Des molécules rafraichissantes.
Emmanuel veut se servir un verre de menthe à l'eau.
1. Représente la situation obtenue au niveau des particules lors du mélange. En considérant que l'eau et le sirop sont des corps purs, on représentera chaque particule de sirop par un △ et chaque particule d'eau par un ◯.
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Je m'entraine
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13
Particules et jeux vidéos.
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.
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Crédits : Vshtogun/Shutterstock
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 ?
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14
Mélanges homogènes et hétérogènes au niveau microscopique.
On représente au niveau microscopique des mélanges de deux liquides.
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1. Quelle représentation correspond à un mélange homogène ? Explique ton raisonnement.
2. Quelle représentation correspond à un mélange hétérogène ? Explique ton raisonnement.
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15
Dissolution et aspect microscopique.
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.
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16
Liquides non miscibles et aspect microscopique.
Modéliser des phénomènes pour les expliquer.
Compétence
On mélange de l'eau et de l'huile : on obtient un mélange hétérogène.
1. Combien de sortes de molécules sont présentes dans le mélange ?
2. Dessine une représentation de ce mélange à l'échelle microscopique et légende ton schéma.
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Crédits : A. Aubert
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17
Ébullition à l'échelle des particules.
Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant le vocabulaire adapté.
Compétence
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.
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18
À l'échelle microscopique.
Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques.
Compétence
Voici une représentation de l'eau à l'échelle microscopique :
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1. Indique s'il s'agit d'eau à l'état liquide, solide ou gazeux. Justifie ta réponse.
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19
Les molécules présentes dans une cellule.
Les êtres vivants sont constitués de cellules. En moyenne, une cellule contient 200 000 milliards de particules (deux 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.
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20
Masse et fusion de l'eau.
Léa réalise l'expérience suivante :
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1. Quel est l'état physique initial de l'eau ? Quel est son état final ?
2. Quel changement d'état a eu lieu ?
3. Comment évolue la masse de l'eau au cours de ce changement d'état ?
4. Propose une interprétation microscopique de cette observation expérimentale.
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Une notion, trois exercices
Différenciation
Compétence : Modéliser des phénomènes pour les expliquer.
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21-A
Modèle particulaire et filtration. Un masque contre la pollution.
Chaque hiver, les grandes agglomérations en France rencontrent des situations d'alerte à la pollution atmosphérique. Il est recommandé aux personnes à risques et aux sportifs de porter un masque pour sortir.
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1. Quel est l'état physique des constituants de l'air (en rouge et en bleu) ?
2. Quel est l'état physique des grains de poussière polluante ?
3. Compare la taille des constituants de l'air et des trous du masque.
4. Compare la taille des grains de poussière et des trous du masque.
5. Comment un filtre sépare-t-il les constituants de l'air des grains de poussière ?
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21-B
Modèle particulaire et filtration. De l'eau sucrée.
Manon dissout du sucre dans de l'eau mais elle en met trop : il reste du sucre solide non dissout. Elle souhaite le récupérer.
1. Décris, au niveau macroscopique, comment un filtre sépare l'eau et le sucre non dissout.
2. Fais un schéma représentant un filtre et faisant apparaitre les trous qu'il comporte.
3. Complète le schéma en représentant les particules qui constituent un grain de sucre et celles qui constituent l'eau sucrée.
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21-C
Modèle particulaire et filtration. Filtration d'une eau sableuse.
Noé réalise une filtration pour séparer de l'eau du sable qu'elle contient.
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1. Explique, au niveau microscopique, comment le sable va être filtré. Fais un schéma et rédige une explication.
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J'approfondis
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22
Diffusion des gaz.
Modéliser des phénomènes pour les expliquer.
Compétence
Le dioxyde d'azote est un gaz de couleur rousse. On réalise l'expérience suivante. Attention, ce gaz est toxique et son usage réclame des précautions particulières d'utilisation.
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1. Qu'observes-tu lors de cette expérience ?
2. Schématise les molécules présentes dans chacun des récipients au début et à la fin de l'expérience (tu considéreras que l'air est constitué d'un seul type de particules tout comme le dioxyde d'azote.
3. Explique pourquoi un gaz n'a ni forme ni volume propre.
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