Physique-Chimie Cycle 4
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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
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 10
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 23
La conservation de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 4

La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences
Lavoisier décompose l'eau

Doc. 1
Décomposition de l'eau par Lavoisier.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Décomposition de l'eau par Lavoisier.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

L'eau circule dans un tube de fer (un canon de fusil) chauffé sur un fourneau et se décompose au contact du fer : l'oxygène se lie au fer (la masse du tube augmente) et l'hydrogène est récupéré, sous forme de dihydrogène, à la sortie du tube.

Doc. 2
Les expériences de Lavoisier furent décisives pour comprendre la nature de l'eau.

« L'eau n'est pas une substance simple. » Cette affirmation, qui allait à l'encontre des idées reçues des chimistes qui considéraient l'eau comme un élément, s'appuyait sur des résultats obtenus après plusieurs mois d'expériences. [...] Ces expériences ont marqué une étape importante de la chimie. Elles ont élucidé de façon dénitive la nature de l'eau et fourni des arguments décisifs en faveur des conceptions chimiques de Lavoisier [qui pense que les atomes sont conservés au cours d'une réaction chimique].
D'après D. Fauque, « La grande expérience de Lavoisier », pourlascience.fr, oct. 2005.

Doc. 3
Ballon utilisé par Lavoisier pour la synthèse de l'eau.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Ballon utilisé par Lavoisier pour la synthèse de l'eau.
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Crédits : Bridgeman

Le ballon ci-contre est alimenté en dioxygène d'un côté, en dihydrogène de l'autre. Un appareil électrostatique permet la formation d'une étincelle dans le mélange, qui permet une réaction chimique entre les deux gaz, produisant de l'eau qui s'accumule au fond du ballon.
Questions
En 1785, Lavoisier démontre à une assemblée de savants qu'on peut décomposer l'eau et la recomposer : c'est un grand pas vers une chimie moderne.

1. As-tu suffisamment compris le procédé par lequel Lavoisier a décomposé l'eau pour le réexpliquer avec tes propres mots ?

2. Pourquoi peut-on dire que les deux expériences sont l'inverse l'une de l'autre ?

3. L'équation de la décomposition de l'eau est : H2O → 2 H2 + O2. Parviendras-tu à écrire seul(e) l'équation de la synthèse de l'eau ?

4. À ton avis, en quoi ces expériences ont-elles contribué à moderniser la chimie ?

Objet d'étude
Comment changer la couleur d'un feu d'artifice ?

Doc. 1
L'origine de la couleur d'un feu d'artifice.

Les couleurs d'un feu d'artifice ne sont pas dues à des pigments, mais à la combustion d'un métal dont les atomes sont ajoutés à la poudre noire qui enrobe les étoiles de la bombe d'artifice. On obtient de la lumière jaune avec le sodium, verte avec le baryum, rouge avec le strontium, etc.

Doc. 2
Feux d'artifice à Disneyland.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> Feux d'artifice à Disneyland.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : tim gartside usa america/Alamy
Questions
Doré, rouge, vert, bleu : les couleurs des feux d'artifice sont de plus en plus variées. Comment l'artificier peut-il créer autant de couleurs ?

1. As-tu identifié comment on obtient la lumière colorée d'un feu d'artifice ?

2. Le strontium a pour symbole Sr, il brule dans le dioxygène en formant l'oxyde de strontium SrO. Sauras-tu écrire l'équation de cette combustion ?

3. D'après toi, comment réalise-t-on un feu d'artifice bicolore ?

La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Des transformations chimiques de mots !

Doc. 1
Anagrammes

Anagrammes
Par le jeu des anagrammes, Sans une lettre de trop, Tu découvres le sésame Des mots qui font d'autres mots. Me croiras-tu si je m'écrie Que toute NEIGE a du GÉNIE Vas-tu prétendre que je triche Si je change ton CHIEN en NICHE ? Me traiteras-tu de vantard Si une HARPE devient PHARE ? Tout est permis en poésie. Grâce aux mots, l'IMAGE est MAGIE.

Matériel

  • Un stylo et une feuille de papier !
  • La définition du mot « anagramme ».
  • Pour corriger tes réponses, un logiciel d'anagramme sur internet.

Explication scientifique

L'anagramme d'un mot doit comporter les mêmes lettres mais dans un ordre différent : « quiche » n'est pas l'anagramme de « chimique » (il manque un i et le m). On dit que les lettres sont conservées, comme les atomes lors d'une réaction chimique. En revanche, ce n'est le cas ni des groupes de mots ni des molécules.
Questions

Étapes de la fabrication :

Quels sont les anagrammes dans le poème de Pierre Coran ? Le mot « quiche » est-il une anagramme du mot « chimique » ?

Des questions à se poser :

1. Lors d'une recherche d'anagramme, que doit-on garder : les mêmes lettres ? les mêmes mots ? les espaces ? les accents ?

2. De façon similaire, que conserve-t-on lors d'une transformation chimique ? Qu'est-ce qui change et n'est pas conservé ?

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