L'air qui nous entoure, fiches "je sais,je sais pas" avec correction de la fiche

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Ce document comporte des questions-réponses sur le cours de quatrième "L'air qui nous entoure".

Publié le : mercredi 15 janvier 2014
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Partie II: L’air qui nous entoure
Chapitre 0 : Rappels Fiche «Je saisJe ne sais pas» et correction de laficheChapitre 1 :Composition de l’air
Activité documentaire: L’air qui nousentoure Objectifs :informations à partir d’un document scientifique.Extraire des Première approche sur quelques notions de l’air.Océan, invisible, l'air entoure la Terre d'une enveloppe gigantesque de plusieurs centaines de kilomètres d'épaisseur. Il pénètre au fond des vallées, s'infiltre dans la plus tre les pétales d'une fleur ou les pages d'un livre. Ilest présent partout à la surface du globe. Presque toute cette énorme masse d'air se t e dissipe progre
ue six milliards d'hommes, une multitude de créatures qui grandissent, fleurissent, respirent: le fer rouille, le cuivre se recouvre de. Il laisse aussi son empreinte sur les métaux vert de gris, le zinc et l'aluminium grisaillent.Sous pression, il permet de faire fonctionner les outils (marteaupiqueur, pistolet pour visser et dévisser les écrous des automobiles, pistolet à peinture). C'est aussi l'air qui gonfle les pneus, emplit les bouteilles des plongeurs sousmarins.Jusqu'à 10 000 mètres d'altitude environ, l'air contient, en suspension, une multitude de bactéries, de spores et de grains de pollen. Il est également chargé de poussières, de cendres volcaniques, de cristaux de sel qui proviennent des embruns marins, de très fins grains de sable soulevés par les tempêtes dans le désert.Sauf en ce qui concerne sa teneur en vapeur d'eau et en impuretés, il présente toujours soit au niveau de la mer 78% de diazote et 21% de dioxygène, en volume. Il contientun peu d'argon, de faibles quantités de dioxyde de carbone, dihydrogène, ozone et des traces d'autres gaz. Toutefois, il perd de sa densité au fur et à mesure qu'on s'élève en altitude. Vers 10 000 mètres, l'atmosphère est déjà si rare qu'un être humain y suffoquerait en quelques minutes. Aussi, pour faire l'ascension de l'Everest (8880 m), les alpinistes utilisent des bouteilles contenant du dioxygène pour pouvoir respirer convenablement.(D'après "La Terre, cette inconnue", Théo Loesbsack)
Questions :
1. Où trouveton l'air ?
2. A quoi l’air estil indispensable?3. De quoi estil composé ? 4. Estil un corps pur ? 5. Quel constituant de l'air est indispensable à la vie ? Quelle fonction vitale permetil d'assurer ? (+ test de reconnaissance de ce gaz)
6. En ce qui concerne l'atmosphère terrestre, l'air occupetil un volume bien défini ? 7. Quelle est la propriété physique de l’air et des gaz en général qui permet de différencier l’état gazeux des états solide et liquide?En conclusion : L’air est un mélange de plusieurs gaz dans les proportions suivantes: oDiazote : 78 % oDioxygène : 21 % oAutres gaz (gaz rares commel’argon, le dioxyde e carbone, méthane, vapeur d’eau): 1 %
Activité page 12 (GS) : Antoine Laurent de Lavoisier (pour toutes les 4ièmes)(vidéo :Lavoisier et l’air) Exercice: J.B.P. 8 page 38 (masse d’1 litre d’air), 17 page 39 (Lavoisier)(+ test de reconnaissance du dioxygène)
Chapitre II :Propriétés physiques de l’airI. L’air atil une masse ? Question 1 :L’air (et les gaz en général) ? Si oui, proposer une expérienceatil une masse pour le démontrer et évaluer la masse d’un litre d’air (si elle existe). Matériel à disposition poureffectuer l’expérience:  1 ballon gonflé, 1 aiguille reliée à un tuyau en plastique, une bouteille en plastique d’1,5 L, 1 cristallisoir, 1 balance
Réponse : Activité 4, page 31 (JBP) Quelle est la masse d’un litre d’air?Question 2 :quelle autre propriété physique de l’air a étéénoncé dans le chapitre précédent ? Réponse 2 :la compressibilité de l’air (et des gaz en général)II. De la compressibilité des gaz à la structure de la matière Question 3 :en évidence cette propriété ? Quelle grandeur varie durant la mettre  Comment compression et comment peut la mesurer ?Réponse 3 :Expériencepiston d’une seringue dont l’extrémité est bouchée: on appuie sur le un doigt (Observations: le volume de l’aircontenu dans la seringue diminue. On ressent une pression sur le doigt qui bouche l’extrémité de la seringue.
Interprétation:La pression augmente. Comment le vérifier ?Pour le vérifier, on relie la seringue à un manomètre : on observe bien une augmentation de la pression lorsque le volume de l’air contenu dans la seringue diminue
Remarques :1)L’unité de pression est le bar. Une autre unité est le Pascal (symbole : Pa). La conversion entre les deux unités est la suivante : 1 bar = 100 000 Pa. 2) Lapression atmosphérique normale est de 1,013 bar soit 1013 mbar soit encore 1013 hPa. 3) Un manomètre qui ne sert qu’à mesurer la pression atmosphérique est appelébaromètre. (vidéo :Torricelli)(activité :Pascal)correction) Exercice : J.B.P 10 page 38 (variation volume pression) ; 16 page 38 (ballon dans cloche) G.S. : ex 4 page 16, ex 7 page 17 (indication pour calcul %), ex 11 page 17 (bouteille et compression)correctiondes exercices)) Question 4 :Comment peuton interpréter cette propriété des gaz ? (prenons par exemple le cas du corps pur qu’est l’eau et tentons d’expliquer les propriétés de l’eau solide, liquide et de la vapeur d’eau)Réponse 4 :Ces propriétés proviennent de la structure microscopique de la matièreChapitre III : Structure de la matièreI.Existence des molécules II.Activités page 12 (JBP) :répondre auxquestions sur l’histoire des théories traitant de la structure du monde qui nous entoure.En conclusion: l’eau est composé de particules très petites appelés molécules. Toute matière (solide, liquide ou gazeuse) est ainsi composée de molécules. II. Explication des propriétés des états physiques de la matière(exemple de l’eau)Question :Comment interpréter les propriétés physiques de l’eau solide, liquide et de la vapeur d’eau à l’aide de ce modèle des molécules? Réponse :Activité page 13 (JBP)
Ades questions posées, dresser un tableau indiquant pour chaquevec l’aide des documents et état de l’eau lesstructure et la propriété qui en découle.caractéristiques de la (+dessin)Solide Liquide Gaz Molécules très rapprochées les Molécules très rapprochées les Molécules espacées les unes unes des autres unes des autres des autres
Inco ressible Molécules fortement liées entre elles Form propre
Incom essible Com essible Molécules non liées entre elles Mouvement rapide et  désordonnées des molécules  sans aucun lien entre elles prend la for e du récipientqui le contientLe gaz occu tout le volume
disponible Conséquences :1.Origine de la pression: les molécules d’un gaz se déplacent dans tous les sens et percutent donc les parois du récipient qui le contient. Ce sont des choquent qui sont à l’origine de la pression ( :comme si on lançait un ballon contre une porte ouverte celleci se ferme petit à petit). Lorsque l’on comprime le gaz, les molécules s’entrechoquent de plus en plus et les chocs contre les parois du récipient deviennent plus fréquent : la pression augmente donc dans le récipient (la porte ouverte se referme plus vite).(4B le 14/05) 2.Comment expliquer laconservation de la masse lors deschangements d’états (de l’eau par exemple)? 3.Conservation de la masselors desdissolutionsde solide dans l’eau? Exercices : JBP 12 p 38 (liquide incompressible et gaz compressible) et 18 p 39 (différence de pression), 16 page 39 (ballon dans cloche) (expliquer gonflement GS : ex. 2 page 28 (trous), 6 page 28(compression et modèle), 9 page 29 (dissolution), ex. 14 page 30 (copie d’élève; dissolution), ex. 16 page 31 (critique d’expérience)
III. Composition moléculaire de l’air
Supposons que nous isolions 10 molécules d’air, quelles seraient ces molécules? Molécules de dioxygène et molécules de diazote. Représentation moléculaire de l’air(10 molécules) Avec molécule de dioxygène : molécule de diazote : 10 molécules : -8 diazotes (80 %) -2 dioxygènes (20 %) Remarque (test de reconnaissance du dioxygène) : pouridentifier dioxygène, il faut utiliser une le bûchette incandescente que l’on introduit dans un flacon contenant le gaz. Si c’est du dioxygène, la bûchette s’enflamme.
Activité documentaire : Histoire des sciences, page 34 (JPB)  Sujet : Expérience de Otto Von Guericke en 1654 Questions : 1. Expliquer comment la pression atmosphérique maintient les 2 hémisphèresplaqués l’un contre l’autre.2.Quelle force pressante subit une vitre d’1 m2? 3. Pour quelle raison une vitre soumise à la pression atmosphérique ne se brisetelle pas ?
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