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Vaporisation de l'eau

Vaporisation de l'eau

Activité proposée par : Gilles BOZON
Etablissement : Collège ARCHE DU LUDE
6 rue MARIOTTE
37300 JOUE LES TOURS


Thème : les changements d’état de l’eau – vaporisation

Classe : cinquième

Horaires : une séance d’une heure

Conditions matérielles :
• Un chauffe-ballon (Capacité 500 mL – Puissance 225 W),
• un ballon de 250 mL,
• un valet,
• une éprouvette graduée de 250 mL,
• une interface d’acquisition (IP2) avec une sonde thermique,
• un ordinateur avec le logiciel d’acquisition (IP-LAB).

Description de l’activité :

1) Activité sans l’outil informatique
Mode opératoire
Les élèves mesurent la température directement toutes les minutes et tracent la courbe au fur et à mesure sur papier millimétré.
Inconvénients
Il faut disposer d’autant de chauffe-ballons que de groupes de TP, la quantité d’eau chauffée (150 mL) n’est pas sans présenter de risques pour des groupes d’élèves de classe de cinquième.

2) Activité avec l’outil informatique
Mode opératoire
• Faire préchauffer le chauffe-ballon (thermostat 9) pendant 3 minutes (on a ainsi dès le début de l’expérience une température de chauffage constante).
• Mesurer avec l’éprouvette 150 mL d’eau du robinet (déminéralisée ou distillée) et les verser dans le ballon.
• Introduire la sonde dans le ballon 2 minutes avant le début de l’acquisition (on mesure alors la température correspondant au début de l’expérience T0).

1) Aménagement possible de la manipulation
On peut déclencher simultanément à l’acquisition, un chronomètre à affichage digital (avec une sonnerie) sur l’écran de l’ordinateur.

Ceci présente en effet 2 avantages :
• à chaque sonnerie du chronomètre, les élèves tournent la tête et notent la température nouvellement affichée ;
• si un élève « a perdu le fil de la manipulation », il peut consulter le temps cumulé à l’affichage et savoir à quel moment de l’expérience correspond la température affichée.

Remarque : la précision de l'affichage de la température est ici sujette à discussion avec les élèves et permet d'appliquer à un cas concret, les règles d'arrondi des nombres décimaux vues en mathématiques (au degré ici).

2) Avantages de l’acquisition, plus-value

 

3) Temps de préparation
30 minutes pour préparer le matériel et tester le capteur en faisant une fois l’expérience dans sa globalité.
L’expérience pratiquée dans ces conditions dure 15 minutes.

4) Si on dispose d’une caméra ou bien d’un appareil photo numérique sur secteur on peut pointer l’objectif sur le ballon pendant toute l’expérience. On observera ainsi sur l’écran de la télévision l’apparition des bulles et la condensation de la vapeur d’eau sur les parois du ballon.

 

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