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Solide, liquide, gaz : le volume
Thème: États et constitution de la matière à l’échelle macroscopique
Séquence: Propriétés de la matière
PE: Plateforme MagiQol
Année Scolaire: 2025-2026
Sciences et technologie
Objectifs
Identifier qu’un solide possède une forme et un volume propres.
Constater qu’un liquide possède un volume propre mais pas de forme propre : il prend celle du récipient.
Comprendre qu’un gaz n’a ni forme propre ni volume propre : il occupe tout l’espace disponible et peut être compressé.
Matériel Nécessaire
SCIENCES - Propriétés de la matière - Séance 2 - Expérience1 (une impression par binôme)
SCIENCES - Par binôme : 2 contenants transparent différents (verres, gobelets, pots de yaourts), une serviette/chiffon, un flacon/bouteille d'eau colorée (colorant alimentaire)
SCIENCES - Propriétés de la matière - Séance 2 - Expérience2 (une impression par groupe)
SCIENCES - Par groupe : 1 seringue, une serviette/chiffon, un flacon/bouteille d'eau colorée (colorant alimentaire)
SCIENCES - Trace écrite "le volume des solides, liquides et gaz" (1 exemplaire pour 3 élèves)
Phase: Question-problème et hypothèses
Le.la PE annonce l’objectif :
« Aujourd’hui, nous allons étudier les volumes d’un solide, d’un liquide et d’un gaz. »
Qui peut m'expliquer ce qu'est le volume?
Le.la PE écoute les réponses des élèves, et donne si besoin une définition plus précise :
Le volume, c’est la place qu’un objet ou une matière occupe dans l’espace.
Un volume peut être grand ou petit.
Pour une même quantité de volume, la forme peut changer.
Le.la PE écrit la question-problème au tableau :
« Que peut-on dire du volume d’un liquide ? »
Tu peux penser à différents liquides du quotidien : l’eau, l’huile, le lait, le jus, le sirop. Demande-toi : que se passe-t-il quand on les verse dans des récipients différents ? Leur forme change-t-elle ? Leur volume change-t-il ? Est-ce qu’un liquide garde toujours la même quantité de place même si sa forme change ? Toutes ces questions peuvent t’aider à rédiger ton hypothèse.
Consigne donnée aux élèves :
« Recopie la question-problème dans ton cahier. Écris “Mon hypothèse” et réponds par une ou deux phrases. »
Exemples attendus (à titre d’appui) :
« Je pense que le liquide garde le même volume. »
« Je pense que le liquide prend la forme du récipient dans lequel il est mis, et garde le même volume même si sa forme change. »
Le.la PE circule, vérifie que l’hypothèse parle bien du volume (pas seulement de la forme) et relève 3–4 formulations représentatives pour la mise en commun.
Phase: Expérience - le volume d'un liquide
Le.la PE distribue la fiche "Expérience1" à chaque élève, ainsi que le matériel requis : 2 contenants transparents et vides par table/binône, un flacon/bouteille d'eau colorée, une serviette/chiffon.
Le.la PE rappelle : « On pose le matériel au centre de la table, on essuie immédiatement si ça coule, on ne boit pas. »
Le.la PE passe la consigne : "Vous allez lire attentivement la fiche expérience et répondre aux questions posées".
Le.la PE passe dans les rangs pour évaluer l'avancement des élèves, répondre à leurs questions, les guider si besoin.
Phase: Consolidation
Le.la PE interroge les élèves : "Que nous a appris cette expérience?".
Le.la PE écoute les réponses et corrige et complète si besoin :
Un liquide n’a pas de forme propre mais il a un volume propre : il prend la forme du récipient, mais garde toujours la même quantité. Exemple : l’eau, le lait, l’huile.
Phase: Expérience 2 - compressible
Le.la PE annonce l’objectif :
« Maintenant, nous allons étudier une des propriétés de la matière : la compressibilité »
A votre avis qu'est ce que la compressibilité ?
Le.la PE écoute les réponses des élèves, et donne si besoin une définition plus précise :
La compressibilité, c’est la capacité d’une matière à voir son volume diminuer quand on exerce une pression sur elle (quand on appuies).
Par exemple, pour un solide : a votre avis, pouvez vous réduire la taille de votre gomme en la serrant très fort?
Le.la PE écrit la nouvelle question-problème au tableau :
« Un liquide ou un gaz sont-ils compressibles? »
« Recopie la question-problème dans ton cahier. Écris “Mon hypothèse” et réponds par oui ou non, pour le gaz et pour le liquide. »
Le.la PE répartit les élèves en petits groupes : "Vous allez vous répartir en groupes comme nous l'avons déjà fait ...."
Le.la PE distribue à chaque groupe la fiche "Expérience2", ainsi que le matériel requis : 1 seringue, un flacon/bouteille d'eau colorée, une serviette/chiffon.
Le.la PE rappelle : « On pose le matériel au centre de la table, on essuie immédiatement si ça coule, on ne boit pas. »
Le.la PE passe la consigne : "Vous allez lire attentivement la fiche expérience et répondre aux questions posées".
Le.la PE passe dans les groupes pour évaluer l'avancement des élèves, répondre à leurs questions, les guider si besoin.
Phase: Consolidation
Le.la PE interroge les élèves : "Que nous a appris cette expérience?".
Le.la PE écoute les réponses et corrige et complète si besoin :
L’air est compressible : dans une seringue ou un ballon, son volume peut diminuer si on appuie.
L’eau est incompressible : son volume ne change pas quand on appuie dessus.
Le.la PE ajoute : et nous savions déjà qu'un solide n'est pas compressible.
Phase: Conclusion - ce que dit la science sur les volumes
Le.la PE explique aux élèves :
« Vous avez fait des expériences qui nous ont permis d’observer certaines propriétés des liquides et des gaz. Mais la science nous apporte aussi des informations importantes que nous devons retenir. Elles ne sont pas toutes visibles directement avec nos expériences, mais elles complètent ce que nous avons vu. »
Le.la PE poursuit :
« Un solide a une forme et un volume propres : il ne change pas, quel que soit le récipient. »
« Un liquide garde toujours le même volume, mais il n’a pas de forme propre : il prend la forme du récipient. »
« Un gaz n’a ni forme ni volume propres : il occupe tout l’espace disponible et peut être étiré ou comprimé. »
Trace Écrite (CAHIER_DE_VIE)
Le.la PE distribue la trace écrite aux élèves et leur demande de la coller dans leur cahier.
Compétences visées
- Exploiter un document constitué de divers supports (texte, schéma, graphique, tableau, algorithme simple, carte heuristique).
- Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques
- Relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d’environnement.
- Distinguer ce qui relève d’une croyance de ce qui constitue un savoir scientifique.
- Concevoir et mettre en œuvre des expériences ou d’autres stratégies de résolution pour tester ces hypothèses. Proposer et/ou suivre un protocole expérimental.
- Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit.
- Formuler des hypothèses fondées et qui peuvent être éprouvées.
Astuces De Prof
Cette séance a pour but de mettre à disposition des élèves des connaissances scientifiques sur les volumes des solides, des liquides et des gaz. Les expériences réalisées en classe permettent aux élèves d’observer et de questionner les notions de volume et d'état, mais elles ne suffisent pas à établir à elles seules les connaissances qui sont présentées. Les informations données par le PE en fin de séance ne sont donc pas les conclusions directes des expériences, mais des savoirs scientifiques validés qui complètent et enrichissent les observations des élèves.
« Ces informations viennent des sciences, elles dépassent ce que nous avons observé ensemble, et elles complètent vos découvertes. »
Informations Utiles (PE)
1. Le volume d’un solide
Un solide possède une forme et un volume propres : il garde toujours la même quantité d’espace, quelle que soit sa position ou le récipient où on le place. Par exemple, une gomme de 2 cm × 1 cm × 5 cm occupe toujours 10 cm³. Les solides peuvent être mesurés par leurs dimensions (longueur × largeur × hauteur) ou par immersion dans l’eau (déplacement de volume). Un cube de 1 cm de côté correspond à 1 cm³, soit le volume d’un petit dé. Cette constance du volume chez le solide permet de le distinguer clairement des liquides et des gaz.
2. Le volume d’un liquide
Un liquide n’a pas de forme propre, mais il garde toujours un volume constant tant qu’on ne rajoute rien et qu’on ne renverse rien. Ainsi, 100 mL d’eau occupent toujours 100 cm³, qu’on la verse dans un verre étroit ou dans un bol large. Le volume se mesure facilement avec des instruments gradués : béchers, éprouvettes, gobelets doseurs. Plus le récipient est étroit, plus la hauteur du liquide est grande ; plus il est large, plus la hauteur est faible. 1 litre d’eau correspond à 1 000 cm³ et pèse environ 1 kilogramme.
3. Le volume d’un gaz
Un gaz n’a ni forme propre, ni volume propre : il occupe tout l’espace disponible. Par exemple, l’air contenu dans une seringue peut être comprimé : son volume diminue si on appuie sur le piston, et augmente quand on le relâche. Un ballon de baudruche se dilate si on souffle dedans et peut se dégonfler en reprenant moins de place. À température et pression normales, 1 mole d’air (29 g environ) occupe 22,4 litres. Ces propriétés montrent que le gaz, contrairement au solide et au liquide, change facilement de volume et se répartit toujours dans tout l’espace qui lui est offert.