Fiche de révision · Physique-chimie 5eLes changements d'état de l'eau
1er trimestre · chapitre 2 sur 13
Un changement d'état modifie l'état physique d'une substance, sa masse reste la même, et la température d'un corps pur reste fixe pendant tout le changement.
L'essentiel à retenir
- Fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation.
- Eau pure : fusion à 0 °C, ébullition à 100 °C.
- Corps pur : palier de température.
- Masse conservée, volume non conservé.
- En gelant, l'eau gonfle d'environ 9 %.
La leçon
1. Nommer les changements d'état
Fusion : solide → liquide ; solidification : liquide → solide. Vaporisation : liquide → gaz ; liquéfaction : gaz → liquide (buée sur une vitre froide). Sublimation : solide → gaz ; condensation : gaz → solide (givre). La substance ne change pas : l'eau reste de l'eau.
Exemple
Cycle de l'eau : l'eau des océans s'évapore, la vapeur d'eau se liquéfie en nuages, puis retombe en pluie et ruisselle.
2. Évaporation et ébullition
Ce sont deux formes de vaporisation. L'évaporation est lente, se fait seulement à la surface du liquide et à toute température. L'ébullition est rapide : des bulles de vapeur se forment dans tout le liquide.
Exemple
Le linge qui sèche à 20 °C : évaporation. L'eau d'une casserole qui fait de grosses bulles : ébullition.
3. Les températures de l'eau pure
La température se mesure en degrés Celsius (°C) avec un thermomètre. À la pression atmosphérique normale, l'eau pure fond et se solidifie à 0 °C. Elle bout à 100 °C.
Eau pure : fusion à 0 °C ; ébullition à 100 °C
Exemple
En haute montagne, la pression de l'air est plus faible : l'eau y bout en dessous de 100 °C.
4. Le palier de température
Pendant qu'un corps pur change d'état, sa température ne varie pas. Sur la courbe température-temps, on voit une partie horizontale : le palier. Un mélange, comme l'eau salée, n'a pas de palier net et se solidifie en dessous de 0 °C.
Exemple
On refroidit de l'eau pure : la température baisse, reste à 0 °C pendant toute la solidification, puis baisse de nouveau.
5. La masse se conserve, pas le volume
Lors d'un changement d'état, la masse se conserve : il y a autant de matière avant et après. Le volume, lui, change : l'eau qui gèle augmente de volume d'environ 9 %.
Exemple
100 g de glace qui fondent donnent 100 g d'eau liquide, mais un volume un peu plus petit.
6. Glace qui flotte, bouteille qui éclate
À masse égale, la glace prend plus de place que l'eau liquide : elle est moins dense, donc elle flotte. Une bouteille pleine d'eau n'a pas la place de contenir la glace plus volumineuse : elle peut éclater au congélateur. Pour la même raison, l'eau qui gèle dans les fissures peut fendre les roches.
Exemple
1 L d'eau qui gèle donne environ 1,09 L de glace (1 L + 9 %).
La méthode
Comment lire une courbe de changement d'état
- Lis les axes : le temps en abscisse (en min), la température en ordonnée (en °C).
- Repère la partie horizontale : c'est le palier, le changement d'état est en cours.
- Lis sur l'axe vertical la température du palier : c'est la température de changement d'état.
- Conclus : un palier net indique un corps pur ; pas de palier net, c'est un mélange.
Pièges à éviter
- Dans la vie courante, on dit « condensation » pour la buée ; en physique, la buée est une liquéfaction (gaz → liquide).
- L'évaporation n'attend pas 100 °C : une flaque sèche à température ambiante, sans bouillir.
- Quand l'eau gèle, sa masse ne change pas : c'est son volume qui augmente.
Vocabulaire
- Fusion
- Passage de l'état solide à l'état liquide.
- Vaporisation
- Passage de l'état liquide à l'état gazeux.
- Liquéfaction
- Passage de l'état gazeux à l'état liquide.
- Palier
- Partie horizontale d'une courbe : la température reste constante.
- Évaporation
- Vaporisation lente, à la surface du liquide, à toute température.
- Ébullition
- Vaporisation rapide, avec des bulles de vapeur dans tout le liquide.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Comment s'appelle le passage de l'état solide à l'état liquide ?
La fusion.
Comment s'appelle le passage de l'état liquide à l'état gazeux ?
La vaporisation (évaporation lente ou ébullition).
Comment s'appelle le passage de l'état gazeux à l'état liquide ?
La liquéfaction (exemple : la buée sur une vitre froide).
La suite dans Réviz
4 autres questions, 5 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Nommer les changements d'état : fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation
- Distinguer ébullition et évaporation
- Connaître les températures de fusion (0 °C) et d'ébullition (100 °C) de l'eau pure à la pression atmosphérique normale
- Interpréter le palier de température d'un corps pur sur une courbe de changement d'état
- Savoir que la masse se conserve lors d'un changement d'état mais pas le volume
- Expliquer pourquoi la glace flotte et pourquoi une bouteille pleine d'eau éclate au congélateur
Référence : Physique-chimie cycle 4, partie habituellement traitée en 5e (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.