1.1 Introduction aux sciences physiques
I- Texte introductif
1. Pour chacune des photos ci-dessus, donner la signification du mot phénomène.
2. Comparer les deux phénomènes : la rouille et la fusion de la glace.
3. Quelle différence y-a t-il entre la glace et l'eau ?
En Science, un phénomène est un fait observé ou perçu par les sens.
Par contre dans la vie courante, un phénomène est un fait, une situation ou un personnage extraordinaire.
Une façon de voyager par la mer et par la pirogue. Ce phénomène est de plus en plus visible.
Einstein : un phénomène du $19^{\circ}$ siècle ?
La rouille : un phénomène courant.
A l'air libre, la glace fond : cette
fusion est un phénomène inévitable.
II- Phénomènes physiques te phénomènes chimiques
II-1. Phénomènes physiques
Expérience 1 : transformation de l'eau
On place un tube à essai contenant de l'eau dans un mélange réfrigérant (glace pilée+sel de cuisine).
Quelques temps après, on constate que l'eau (liquide) se transforme en glace (solide). (Figure 1).
Inversement, un morceau de glace abandonné à l'air libre fond.
Expérience 2 : dilatation d'un corps
1. Cas des gaz
Les photos montrent un ballon de baudruche qui recouvre le col d'une fiole contenant de l'air.
La fiole est introduite dans de l'eau chaude et on observe que le ballon de baudruche se gonfle : l'air contenu dans la fiole a augmenté de volume. C'est la dilatation de l'air.
Généralement, quand on chauffe un gaz, son volume augmente : on dit qu'il se dilate.
2. Cas des liquides
Un ballon surmonté d'un tube fin, contient de l'eau. Après avoir repéré le niveau de l'eau dans le tube, on plonge le ballon dans l'eau chaude.
On note que le niveau de l'eau dans le tube monte. On peut effectuer la même opération avec un ballon de plus grand volume et utiliser de l'eau chaude de même température. Comparer les dilatations observées
.
L'expérience et les comparaisons peuvent être répétées avec de l'eau chaude à des températures différentes de l'air.
Lorsqu'un liquide chauffe, il occupe plus de volume : il se dilate.
3. Cas des solides
Les photos montrent une boule métallique non chauffée que l'on peut introduire à travers un anneau métallique de diamètre légèrement supérieur à celui de la boule : la boule passe à travers l'anneau. La même boule chauffée ne passe plus à travers l'anneau.
Donc son volume a augmenté au cours du chauffage.
Au cours de la dilatation, seuls les volumes des différents corps ont augmenté.
Conclusion
Les transformations observées dans les expériences 1 et 2 sont des exemples de phénomènes physiques.
Un phénomène physique est une transformation au cours de laquelle les corps ne changent pas de nature.
II-2. Phénomènes chimiques
$1^{ère}$ observation
Au contact de l'air, le fer se transforme en rouille
La rouille est la substance de couleur brun-rouge formée quand des composés contenant du fer sont en contact avec le dioxygène et d'eau.
$2^{ème}$ observation
Un feu de brousse provoque d'importants dégâts. Les flammes ravagent les pâturages et brulent de grands espaces d'arbres.
Pendant cette combustion, la végétation se transforme en cendre.
$3^{ème}$ observation
S'il n'y a pas assez de dioxygène pour brûler tout le butane il se produit une combustion incomplète : il apparaît un composé solide noir : le carbone et un composé gazeux incolore, inodore et surtout très toxique : du monoxyde de carbone
Conclusion
Les transformations observées : le fer qui rouille, la végétation qui brule, la combustion incomplète du gaz butane sont des exemples de phénomènes chimiques.
Un phénomène chimique est une transformation au cours de laquelle les corps changent de nature.
III- Les états de la matière-les changements d'état physique
III-1. Les états de la matière
On peut grouper les objets en trois catégories : les solides, les liquides et les gaz.
Les solides : la craie, la pierre, le clou, la glace, etc..
Un corps est solide s'il a de la consistance, s'il est difficile à déformer avec un volume pratiquement invariable.
Les liquides : l'eau, l'alcool, l'huile, le lait, etc...
Un liquide est un corps qui coule, il occupe le fond du récipient qui le contient et prend la forme de ce dernier : il n'a pas de forme propre.
Les gaz : l'air, la vapeur d'eau, le gaz carbonique, le gaz oxygène, le gaz butane, etc...
Un gaz n'a pas de forme propre, il occupe tout le volume du récipient qui le contient. Il est compressible et expansible.
III-2. Les changements d'états physiques
Un corps peut passer d'un état physique à un autre : il change d'état physique.
Schéma des changements d'état physique
Résumé
Au cours d'un phénomène physique, les corps ne changent pas de nature.
Au cours d'un phénomène chimique, les corps se transforment en d'autres corps.
Les différents changements l'état des corps sont :
$-\ \ $ La solidification : passage de l'état liquide à l'état solide.
$-\ \ $ La fusion : passage de l'état solide à l'état liquide.
$-\ \ $ La liquéfaction : passage de l'état gazeux à l'état liquide.
$-\ \ $ La vaporisation : passage de l'état liquide à l'état gazeux.
$-\ \ $ La condensation à l'état solide : passage de l'état gazeux à l'état solide.
$-\ \ $ La sublimation : passage de l'état solide à l'état gazeux.
