63 exercices pour t'entraîner sur Les changements d'état en 5ᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Comment s'appelle le passage de l'état solide à l'état liquide ?
B
Le passage de solide à liquide s'appelle la fusion : c'est ce qui se produit quand la glace fond ou que le beurre fond dans la poêle. Si tu as répondu A, tu as inversé : la solidification est le passage inverse, de liquide à solide.
L'eau liquide qui gèle et devient de la glace : comment s'appelle ce changement d'état ?
C
Le passage de liquide à solide s'appelle la solidification : l'eau qui gèle, la cire d'une bougie qui durcit. Si tu as répondu A, tu as confondu avec la fusion, qui est le passage inverse (solide vers liquide).
Comment s'appelle le passage de l'état liquide à l'état gazeux ?
D
Le passage de liquide à gaz s'appelle la vaporisation : l'eau qui bout, le linge mouillé qui sèche. Si tu as répondu A, tu as choisi le passage inverse (gaz vers liquide), qui est la liquéfaction.
Comment s'appelle le passage de l'état gazeux à l'état liquide ?
A
Le passage de gaz à liquide s'appelle la liquéfaction : c'est ce qui forme la buée sur une vitre froide ou la rosée du matin. Si tu as répondu B, tu as choisi le passage inverse (liquide vers gaz), la vaporisation.
Le passage direct de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par le liquide, s'appelle :
B
Le passage direct solide vers gaz s'appelle la sublimation : le camphre des armoires ou la neige carbonique se subliment sans jamais former de flaque. Si tu as répondu C, tu as pensé à la vaporisation, mais celle-ci part du liquide, pas du solide.
Un glaçon laissé sur la table devient peu à peu une flaque d'eau. De quel changement d'état s'agit-il ?
B
Le glaçon (solide) devient de l'eau (liquide) : c'est une fusion. Si tu as répondu C, tu as confondu avec la liquéfaction, qui part d'un gaz et non d'un solide.
Sous la pression normale, à quelle température la glace fond-elle ? Donne la valeur en degrés Celsius.
0 °C
La glace (eau pure) fond à °C sous la pression normale. C'est une température fixe, toujours la même, ce qui en fait un bon repère pour identifier l'eau. Cette même température est aussi celle de la solidification de l'eau.
Sous la pression normale, à quelle température l'eau pure bout-elle ? Donne la valeur en degrés Celsius.
100 °C
L'eau pure bout à °C sous la pression normale. C'est une température fixe : pendant l'ébullition, l'eau reste à 100 °C même si on chauffe plus fort. Si tu as répondu 0, tu as donné la température de fusion (la glace) au lieu de celle de l'ébullition.
« Il existe six changements d'état différents entre les trois états de la matière. »
A
C'est vrai : entre les trois états, il y a six passages possibles (fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation). De chaque état, on peut aller vers les deux autres, ce qui donne bien six changements.
« Pendant qu'un corps pur change d'état, sa température reste constante. »
A
C'est vrai : pendant un changement d'état d'un corps pur, la température forme un palier et ne monte pas. L'énergie apportée sert à transformer la matière, pas à la chauffer davantage. C'est pourquoi l'eau qui bout reste à 100 °C.
La vapeur d'eau de l'air dépose de la buée (eau liquide) sur une vitre froide. Quel changement d'état est-ce ?
C
La vapeur d'eau (gaz) devient de l'eau liquide au contact de la vitre froide : c'est une liquéfaction (gaz vers liquide). Si tu as répondu B, tu as choisi le sens inverse : la vaporisation transforme un liquide en gaz, ce n'est pas ce qui se passe ici.
Une boule de camphre placée dans une armoire diminue peu à peu et finit par disparaître, sans laisser de liquide. Quel changement d'état se produit ?
B
Le camphre (solide) passe directement à l'état gazeux sans former de liquide : c'est une sublimation. Si tu as répondu A, tu as pensé à la fusion, mais celle-ci aurait laissé une flaque liquide, ce qui n'est pas le cas ici.
Le linge mouillé que Salma étend au soleil sèche peu à peu, sans bouillir. Comment s'appelle cette vaporisation lente, en surface ?
B
Le séchage du linge est une évaporation : une vaporisation lente, qui se produit en surface et à n'importe quelle température. Si tu as répondu A, tu as choisi l'ébullition, qui est rapide, dans toute la masse et à 100 °C — ce n'est pas le cas du linge.
Yasmine place g d'eau liquide dans un congélateur. Une fois l'eau entièrement gelée, quelle est la masse de la glace obtenue ?
250 g
Lors d'un changement d'état, la masse se conserve : g d'eau liquide donnent exactement g de glace. Le volume, lui, augmente, mais la masse ne change pas. Si tu as donné une autre valeur, tu as peut-être confondu masse et volume : c'est le volume qui change, pas la masse.
« Quand l'eau gèle, son volume augmente. »
A
C'est vrai : l'eau est un cas particulier, elle augmente de volume en gelant. C'est pourquoi une bouteille d'eau pleine et fermée, oubliée au congélateur, peut éclater : la glace prend plus de place que l'eau. La masse, elle, reste la même.
À Ifrane, la vapeur d'eau de l'air forme directement du givre (de la glace) sur une vitre. Quel changement d'état est-ce ?
A
Le givre se forme par passage direct du gaz (vapeur d'eau) au solide (glace) : c'est une condensation (ou déposition). Si tu as répondu D, tu as pensé à la liquéfaction, mais celle-ci s'arrête au liquide, alors que le givre est bien solide.
Lequel de ces changements d'état se produit quand on chauffe un corps ?
C
Chauffer fait fondre, bouillir ou se sublimer : la fusion, la vaporisation et la sublimation se produisent quand on apporte de la chaleur. La solidification, la liquéfaction et la condensation, elles, se produisent quand on refroidit.
« Pendant un changement d'état, les particules se transforment en d'autres particules. »
B
C'est faux : pendant un changement d'état, les particules ne se transforment pas et ne disparaissent pas, elles se réarrangent simplement. C'est pour cela que la substance reste la même et que la masse se conserve.
Voici une liste de changements d'état : fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation. Combien d'entre eux se produisent quand on chauffe un corps ?
3
Trois changements d'état se produisent par chauffage : la fusion, la vaporisation et la sublimation. Les trois autres (solidification, liquéfaction, condensation) se produisent par refroidissement. Si tu as répondu 6, tu as compté tous les changements sans trier ; si tu as répondu autre chose, vérifie le sens de chacun.
L'eau d'une casserole sur le feu se met à faire de grosses bulles dans toute la masse du liquide. Comment s'appelle cette vaporisation ?
B
Quand des bulles se forment dans toute la masse du liquide, c'est l'ébullition : une vaporisation rapide, à température fixe (100 °C pour l'eau). Si tu as répondu A, tu as choisi l'évaporation, qui est lente et se produit seulement en surface, sans bulles.
La cire chaude et liquide qui coule d'une bougie redevient solide en refroidissant sur la table. Quel changement d'état et quel sens d'échange d'énergie reconnais-tu ?
Amine met du sucre dans un verre de thé chaud et le sucre disparaît dans le liquide. Karim dit : « Le sucre a fondu, c'est une fusion. » A-t-il raison ?
Au petit matin, de fines gouttes d'eau (la rosée) se déposent sur l'herbe froide. D'où vient cette eau et de quel changement d'état s'agit-il ?
On chauffe sans cesse une casserole d'eau qui bout depuis cinq minutes. Que vaut la température de l'eau pendant qu'elle bout ?
Quelle affirmation distingue correctement l'évaporation de l'ébullition ?
« Quand de l'eau gèle, la glace obtenue pèse moins que l'eau de départ. »
« La buée déposée sur une vitre froide est de la vapeur d'eau, donc un gaz. »
« Un solide doit toujours fondre en liquide avant de pouvoir devenir un gaz. »
« Lors d'un changement d'état, le volume se conserve, tout comme la masse. »
Au modèle particulaire, que se passe-t-il pour les particules quand un solide fond et devient liquide ?
Sur la courbe de chauffage d'un glaçon, la température reste bloquée à °C de la minute à la minute. Combien de temps dure le palier de fusion ?
Dans un récipient fermé, on chauffe g d'eau liquide jusqu'à ce qu'elle se transforme entièrement en vapeur. Comme rien ne peut s'échapper, quelle est la masse de la vapeur obtenue ?
Parmi ces changements d'état : fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation. Combien se produisent quand on refroidit un corps ?
On chauffe un mélange de glace et d'eau pure. Tant qu'il reste de la glace, quelle est la température de ce mélange, sous pression normale ? Donne la valeur en degrés Celsius.
La neige carbonique (« glace sèche ») fume dans l'air et disparaît sans laisser de flaque de liquide. Pourquoi l'appelle-t-on « glace sèche » ?
Une bouteille en plastique pleine d'eau, bien fermée, est oubliée au congélateur. Au matin, elle est fendue. Pourquoi ?
Yasmine chauffe un liquide inconnu et observe qu'il bout exactement à °C sous pression normale, en gardant une température constante pendant l'ébullition. Que peut-elle raisonnablement conclure ?
Au modèle particulaire, qu'arrive-t-il aux particules d'un gaz qui se liquéfie au contact d'une surface froide ?
Une flaque d'eau sur un trottoir d'Ifrane disparaît au fil de la journée, sans jamais bouillir, par une température douce. De quel phénomène s'agit-il ?
Salma observe deux expériences avec du sel. Dans la première, elle chauffe très fort du sel sec dans une coupelle, et il finit par devenir liquide. Dans la seconde, elle verse du sel dans un verre d'eau et il disparaît. Pour chacune, dis s'il s'agit d'un changement d'état, et nomme le phénomène.
Au petit matin à Ifrane, Salma voit des gouttes sur l'herbe. Elle affirme : « Cette rosée, c'est de la vapeur d'eau posée sur les brins. » A-t-elle raison ?
Karim met une bouteille pleine d'eau au congélateur ; elle finit par éclater. Il en conclut : « L'eau a gelé, donc sa masse a augmenté et a fait craquer la bouteille. » Où est l'erreur ?
Salma pose g de glaçons dans un verre fermé et attend qu'ils fondent. Elle dit : « La glace dure a disparu, il ne reste que de l'eau molle, donc il y a forcément moins de matière qu'avant. » Que vaut la masse de l'eau dans le verre ?
Karim chauffe de la glace au laboratoire et affirme : « Plus je chauffe fort, plus la température monte sans s'arrêter ; donc pendant que la glace fond, sa température dépasse les 0 °C. » Réfute son raisonnement en décrivant ce que montre réellement la courbe de température.
Salma essuie la buée sur le miroir de la salle de bain après une douche chaude et dit : « Cette buée, c'est de la vapeur d'eau qui s'est collée au miroir. » Corrige précisément son interprétation : d'où vient cette eau, dans quel état est-elle, et quel changement d'état a eu lieu ?
Un matin d'hiver à Ifrane, Yasmine constate trois choses : (1) la neige sur le toit fond au soleil et l'eau coule dans la gouttière ; (2) la bouteille d'eau qu'elle avait laissée dehors a gelé pendant la nuit et le plastique est fendu ; (3) de la buée s'est déposée sur la vitre froide de la cuisine. Pour chaque observation, nomme le changement d'état, indique s'il vient d'un chauffage ou d'un refroidissement, et précise ce qui arrive à la masse et au volume de l'eau.
Yasmine voit un glaçon flotter dans son verre de jus et en déduit : « La glace pèse moins que l'eau, sinon elle coulerait. » Son raisonnement est-il correct ? Explique précisément, en parlant de masse et de volume.
On chauffe sans interruption de la glace prise à °C jusqu'à obtenir de la vapeur. Combien de paliers de température observe-t-on sur la courbe, et à quelles températures ?
« L'évaporation de l'eau ne peut se produire que lorsqu'on atteint 100 °C. »
« Le givre qui se forme sur une vitre par grand froid résulte de la condensation, c'est-à-dire du passage direct d'un gaz à l'état solide. »
« Quand l'eau d'une casserole ouverte s'évapore entièrement, la matière a disparu : sa masse s'est annulée. »
« Sous pression normale, un corps pur change d'état à une température fixe, toujours la même pour ce corps. »
Voici une liste de transformations observées : la glace qui fond, l'eau qui gèle, le linge qui sèche, la buée qui se forme, le camphre qui se sublime. Combien de ces transformations se produisent par apport de chaleur (chauffage) ?
Sur la courbe de chauffage de l'eau, la température monte jusqu'à °C, atteinte à la minute, puis reste constante jusqu'à la minute où toute l'eau est vaporisée. Combien de temps dure le palier d'ébullition ?
Dans un récipient fermé hermétiquement, on place g de glace. On laisse le tout fondre puis on chauffe jusqu'à ce que toute l'eau devienne vapeur. Comme rien ne peut entrer ni sortir, quelle est la masse totale du contenu à la fin ?
Voici quatre observations : (1) un glaçon fond dans un verre, (2) de la vapeur se liquéfie sur une vitre froide, (3) du beurre fond dans une poêle, (4) de l'eau gèle dans un bac à glaçons. Combien de ces observations correspondent à un changement d'état obtenu par refroidissement ?
Un corps passe de l'état gazeux à l'état solide, sans jamais être liquide à aucun moment. De quel changement d'état s'agit-il ?
Amine remarque deux choses dans la cuisine : la serpillière humide posée par terre sèche en quelques heures, et l'eau de la marmite fait de grosses bulles sur le feu. Quelle analyse est correcte ?
On chauffe un glaçon jusqu'à le faire fondre, puis on continue jusqu'à ce que l'eau bouille. Quels changements d'état se succèdent, dans l'ordre ?
Au modèle particulaire, comment décrire la sublimation du camphre (solide qui devient gaz directement) ?
Pendant le palier de fusion, on continue de chauffer la glace, mais la température reste à °C. À quoi sert l'énergie apportée pendant ce palier ?
Au-dessus d'une casserole d'eau qui bout, on voit une zone transparente juste au-dessus de l'eau, puis un peu plus haut un nuage blanc. Quelle interprétation est correcte ?
Karim généralise : « Comme l'eau augmente de volume en gelant, tous les liquides augmentent de volume quand ils se solidifient. » Que penser de son affirmation ?