Graphique de la glace qui fond
J'adore les graphiques! Un coup d'oeil sur un graphique et je vois les résultats d'une expérience.
Tellement pratique! Et tellement simple à réaliser!
Je te propose de faire d'une pierre deux coups: noter la température de la glace qui font, et tracer un
graphique avec les résultats.
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Matériel:
trois cubes de glace
marteau
chiffon
chronomètre (ou montre)
bocal en verre
feuille de papier quadrillé
thermomètre
crayon
règle
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Brise la glace!
Enrobe trois cubes de glace dans le chiffon et broie-les en les frappant avec le marteau. Verse la
glace broyée dans le bocal et ajoute environ 50 ml d'eau froide. Agite bien; ton mélange doit avoir
l'aspect de la neige fondante.
Dépose le thermomètre dans le mélange, attends une minute puis inscris la température vis-à-vis de
la ligne «1 minute» du tableau suivant.
A compter de maintenant, note la température à toutes les minutes. Entre chaque lecture, tiens le
bocal dans le creux de la main et agite-le. Poursuis ainsi jusqu'à ce qu'il ne reste plus de glace.
Lorsque toute la glace a fondu, prends encore cinq lectures de température.
Des cases et des lignes
Tu es maintenant prêt à réaliser ton graphique. Dépose la feuille de papier quadrillé sur une table
devant toi, en plaçant le côté le plus long à l'horizontale. Puis, à partir du coin inférieur gauche,
compte deux cases vers la droite, puis deux cases vers le haut. Trace un point bien gras à cet
endroit.
A partir de ce point, trace deux lignes: l'une horizontale, l'autre verticale. Le long de la ligne verticale,
écris le mot température. Le long de la ligne horizontale, écris le mot temps. Le point de rencontre
des lignes représente le point zéro (0 °C et 0 minute). A partir de ce point «0», numérote chaque
carreau: 1, 2, 3, 4, etc.
Étape suivante: tu vas placer sur le graphique les températures receuillies à chaque minute de
l'expérience. Comment? Il suffit de marquer un point à l'intersection correspondant à la bonne
température et au bon temps.
Inscris sur le graphique toutes les températures que tu as mesurées. Puis trace une ligne qui relie tous
ces points. Tu devrais obtenir un graphique ressemblant à celui-ci:
Observe que la première partie de la ligne est parfaitement horizontale; ensuite, elle grimpe
doucement.
Que s'est-il passé?
Comme tu le sais, la glace, c'est de l'eau à l'état solide. Dans la glace, les molécules d'eau sont très
proches les unes des autres. Elles ne bougent presque pas. Mais la chaleur de tes mains et le
brassage communiquent de l'énergie aux molécules. Elles s'agitent de plus en plus. Il vient un moment
où ces molécules ont tant d'énergie qu'elles se détachent de la glace et se déplacent librement: la
glace devient liquide.
Ce passage de la glace (solide) à l'eau (liguide) est appelé FUSION. La première partie de ton
graphique illustre la première loi de la fusion:
«Lors de la fusion, la température demeure constante tant que tout le solide n'est pas fondu.»
Donc, tant qu'il reste de la glace dans l'eau, il est impossible d'augmenter la température. Que se
passerait-il si on plaçait le bocal sur un feu intense? La glace fondrait plus vite mais la température
n'augmenterait pas! C'est seulement une fois toute la glace fondue que la température s'élèverait.
C'est ce que démontre la seconde partie de ton graphique.
La seconde loi de la fusion
«Le point de fusion (température où la fusion se déroule) d'une substance est toujours le même.»
Voilà ce que dit la seconde loi de la fusion. Le point de fusion premet donc d'identifier une
substance. Ainsi, la glace pure fond toujours à 0 °C, le l'aluminium à 659,7 °C, l'argent à 960,8 °C,
le cuivre à 1 083 °C et le fer à 1 535°C.