Changements d’état : températures et paliers

1. a)La fusion : solide → liquide. (1)
2. b)La solidification : liquide → solide. (1)
3. c)La vaporisation, ici une évaporation (lente, en surface) : liquide → gaz. (1)
4. d)La liquéfaction (condensation liquide) : la vapeur d’eau (gaz) devient des gouttes (liquide) sur le couvercle plus froid. (1)

Repère — On nomme un changement d’état à partir de l’état de départ et de l’état d’arrivée, pas à partir de l’aspect : les gouttes sous le couvercle viennent d’un gaz invisible.

1. a)Axes gradués et nommés (temps en min, température en °C) ; points placés à 0, 2, 4… 14 min ; points reliés : descente, partie horizontale à 0 °C, nouvelle descente. (1)
2. b)Palier à 0 °C, de 6 min (4^e relevé) à 10 min (6^e relevé) : il dure 10 − 6 = 4 min. (1)
3. c)La solidification (liquide → solide). À 12 °C, l’eau est liquide ; à −9 °C, elle est solide (glace). (1)
4. d)Pendant le palier, l’eau change d’état : le froid sert à la solidifier, pas à baisser sa température. Tant qu’il reste du liquide, on reste à 0 °C. (1)

Erreur fréquente — Compter les relevés au lieu des minutes : il y a 3 relevés à 0 °C, mais le palier dure 10 − 6 = 4 minutes.

1. a)Ébullition : rapide, des bulles dans tout le liquide, à température fixe (100 °C pour l’eau pure). Évaporation : lente, en surface, à toute température. (1)
2. b)Oui, toutes deux à 0 °C pour l’eau pure. La fusion demande de chauffer, la solidification de refroidir. (1)
3. c)Liquéfaction : gaz → liquide (la buée). Condensation solide : gaz → solide, sans étape liquide (le givre). (1)
4. d)Non : la vapeur, c’est toujours de l’eau. Seul son état change, pas sa nature. (1)

Le point clé — Un changement d’état ne fabrique pas de nouvelle substance : la glace, l’eau liquide et la vapeur sont la même eau, dans trois états différents.

1. a)85 + 240 = 325 g : la fusion conserve la masse. (1)
2. b)Le volume a changé (262 mL de glace, 240 mL d’eau liquide) ; la masse s’est conservée. (1)
3. c)85 g, la masse du bécher seul : le bécher est ouvert, toute la vapeur est partie dans la pièce. (1)
4. d)Faux : l’eau n’a pas disparu, elle est dans l’air de la pièce, sous forme de vapeur invisible. La matière s’est dispersée, elle n’a pas été détruite. (1)

Attention — La masse se conserve toujours lors d’un changement d’état ; si la balance indique moins, c’est que de la matière est sortie du récipient ouvert.

1. a)Placer la glace pilée et le thermomètre dans le bécher, chauffer doucement, relever la température à intervalles réguliers (chaque minute, au chronomètre) jusqu’après la fusion complète. (1)
2. b)Pour que toute la glace et toute l’eau soient à la même température : sinon le thermomètre n’indique qu’une valeur à un endroit. (1)
3. c)Une montée, puis un palier net à 0 °C pendant toute la fusion, puis une nouvelle montée. (1)
4. d)Ce n’est pas de la glace d’eau pure : pas de palier net et une fusion en dessous de 0 °C, c’est un mélange (par exemple de l’eau salée). (1)

Démarche — Je prévois (palier à 0 °C), je teste (relevés réguliers), j’observe (la courbe), je conclus (corps pur ou mélange).