Dissoudre, mélanger, solide, liquide, gaz : observer comment l'eau, l'air et les matériaux changent
Observer et décrire avec ses mots que l'eau peut être solide, liquide ou en vapeur, que certains matériaux se mélangent ou se dissolvent dans l'eau et d'autres non, et comparer des matériaux selon leurs propriétés (dur, mou, souple, transparent, qui flotte).
Ce que dit la fiche
Les points essentiels
- L'eau existe sous plusieurs formes : liquide (elle coule), solide quand elle gèle (la glace, elle se tient), et vapeur quand elle chauffe (invisible ou petit nuage au-dessus de la casserole).
- La glace qui fond redevient de l'eau : c'est la même matière qui change d'état, rien n'a été ajouté ni perdu. En refroidissant, l'eau redevient glace.
- Certains mélanges avec l'eau se voient encore : l'huile reste en gouttes et finit par se séparer, le sable tombe au fond, l'eau garde les morceaux visibles.
- Le sucre et le sel semblent disparaître dans l'eau : ils se dissolvent. Ils sont toujours là, on le goûte, mais on ne les voit plus. Le sable, lui, ne se dissout pas.
- L'air est invisible mais il existe : on le sent quand on souffle ou qu'il y a du vent, on le voit dans les bulles, il gonfle un ballon et pousse un moulinet.
- Chaque matériau a des propriétés qu'on découvre en touchant et en essayant : dur ou mou, lisse ou rugueux, souple ou rigide, transparent ou opaque, qui flotte ou qui coule.
- Pour observer vraiment, on utilise ses sens avec prudence, on essaie, on compare et on dit ce qu'on a vu avec des mots précis (« ça coule », « ça fond », « on ne le voit plus »).
- On choisit un matériau pour son usage grâce à ses propriétés : une bouteille est transparente et étanche, une éponge est souple et absorbe l'eau.
Les mots à connaître
- États de l'eau
- Les différentes façons dont l'eau se présente : liquide quand elle coule, solide quand elle est gelée en glace, vapeur quand elle chauffe et se mélange à l'air.
- Mélange
- Quand on met plusieurs choses ensemble, par exemple de l'eau et du sable. Parfois on voit encore chaque chose, parfois on ne voit plus qu'un seul liquide.
- Dissoudre
- Quand une matière comme le sucre ou le sel se répartit dans l'eau jusqu'à ne plus se voir, tout en restant présente (on la goûte).
- Propriété d'un matériau
- Une façon d'être du matériau que l'on peut observer ou tester : dur, mou, souple, transparent, lisse, il flotte ou il coule.
La méthode, étape par étape
- Je regarde, je touche avec précaution et j'écoute avant de parler : qu'est-ce que je vois, que sens-je ?
- Je fais un essai simple et sûr : je verse, je remue, je mets dans l'eau, je pose au frigo ou au soleil.
- J'attends un peu et j'observe de nouveau : qu'est-ce qui a changé, qu'est-ce qui est resté pareil ?
- Je compare avec un autre matériau ou un autre essai pour voir ce qui est pareil et ce qui est différent.
- Je dis ce que j'ai découvert avec des mots précis et je range : ça flotte / ça coule, ça se dissout / ça ne se dissout pas.
Des exemples résolus
On met un glaçon dans une assiette près de la fenêtre au soleil. On regarde au début, puis un peu plus tard. Que se passe-t-il ?
Au début, le glaçon est dur, froid et il tient en forme : c'est de l'eau solide. Avec la chaleur, il devient petit et il y a de l'eau qui coule dans l'assiette. À la fin, il ne reste que de l'eau liquide. C'est toujours de l'eau : la glace a fondu, elle a changé d'état. Si on remet l'assiette au congélateur, l'eau peut redevenir glace.
Dans trois verres d'eau, on met une cuillère de sucre, une cuillère de sable et une cuillère d'huile. On remue chacun. Qu'observe-t-on et comment range-t-on ?
Dans le verre au sucre, on remue et le sucre disparaît : l'eau est claire, le sucre s'est dissous, mais l'eau est sucrée si on goûte (prudence : on ne goûte que ce qui a été préparé pour cela). Dans le verre au sable, le sable tourbillonne puis retombe au fond : il ne se dissout pas. Dans le verre à l'huile, l'huile forme des gouttes, puis remonte à la surface et se sépare de l'eau. On range donc : le sucre se dissout, le sable et l'huile ne se dissolvent pas.
Les pièges à éviter
- Croire que le sucre dans l'eau a disparu pour de bon. Il est toujours là : il s'est dissous, on le retrouve au goût, et si l'eau s'évapore il reste du sucre. Le sable, lui, ne se dissout pas et retombe au fond.
- Croire que l'air n'existe pas parce qu'on ne le voit pas. L'air est bien là : on le sent quand on souffle ou qu'il y a du vent, il fait des bulles dans l'eau et il gonfle un ballon. Autre erreur : penser que ce qui est gros flotte et ce qui est petit coule. Ce qui compte, c'est le matériau et sa forme : un gros bateau en bois flotte, un petit caillou coule.
Teste-toi
On sort un glaçon du congélateur et on le laisse sur la table pendant longtemps. Que va-t-il devenir ? Est-ce toujours de l'eau ?
Voir la réponse
Il fond et devient de l'eau liquide. Oui, c'est toujours de l'eau.
La glace est de l'eau à l'état solide. En se réchauffant, elle fond et redevient liquide. Rien n'a été ajouté ni enlevé : seul l'état a changé, ce qui montre que l'eau peut être solide ou liquide.
Tu remues du sel dans un verre d'eau et on ne le voit plus. Où est passé le sel ? Comment peux-tu le savoir sans le voir ?
Voir la réponse
Le sel est toujours dans l'eau, dissous. On peut le savoir en goûtant (avec l'accord de l'adulte, dans un verre préparé pour cela) : l'eau est salée.
Quand le sel se dissout, il se répartit en très petits morceaux invisibles dans l'eau. Il ne disparaît pas : le goût salé le prouve. Si l'on laisse l'eau s'évaporer, le sel réapparaît.
On a un bouchon en liège, un caillou, une éponge et une cuillère en métal. On les met dans une bassine d'eau. Lesquels flottent ? Que peut-on dire de leurs propriétés ?
Voir la réponse
Le bouchon en liège et l'éponge sèche flottent ; le caillou et la cuillère en métal coulent. Le liège est léger et l'éponge retient de l'air ; le caillou et le métal sont lourds pour leur taille.
Flotter ou couler dépend du matériau, pas seulement de la taille. On peut aussi dire que l'éponge est souple et absorbe l'eau, le caillou est dur et rugueux, le métal est dur et lisse. Observer et comparer permet de trier selon les propriétés.
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