210 L’UNIVERS MATÉRIEL

ACTIVITÉS DE LA SECTION 7.1

ACTIVITÉ 1 Les transformations physiques

1 Nomme le changement d’état décrit par chacun des énoncés suivants.

a) On fait fondre du chocolat pour fabriquer certaines confiseries. La fusion.

b) On peut congeler une soupe pour mieux la conserver. La solidification.

c) L’hiver, il se forme du givre sur les voitures. La condensation solide.

d) La glace sèche, c’est-à-dire du dioxyde de carbone solide, disparaît sans laisser de trace. La sublimation.

2 Indique l’état initial et l’état final pour chacun des changements suivants.

Changement État initial État final

a) La condensation liquide de l’air. Gazeux. Liquide.

b) La fusion de l’aluminium. Solide. Liquide.

c) L’évaporation de l’alcool. Liquide. Gazeux.

d) La solidification de l’eau. Liquide. Solide.

3 Si on dissout 20 g de soluté dans 200 g de solvant, quelle sera la masse totale de la solution ? Explique ta réponse.

Elle sera de 220 g, puisque la masse totale correspond à la somme de la masse du solvant et de celle

du soluté. Il y a conservation de la masse lors d’une dissolution.

4 Entoure les lettres des énoncés qui représentent une dissolution.

A. Mélanie mélange de la glace concassée dans un verre de limonade.

B. Luka mélange du sel de table dans un bouillon de poulet.

C. Pour préparer un dessert, Annabelle fait fondre du sucre.

D. Lorsqu’Émile mélange du sodium avec de l’eau, le sodium s’enflamme.

E. Pour se préparer un chocolat chaud, Kim mélange de la poudre de chocolat avec du lait.

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CHAPITRE 7 • Les transformations de la matière et de l’énergie 211

5 Vrai ou faux ? Explique ta réponse.

a) Au cours d’une condensation solide, les particules de diazote s’éloignent les unes des autres.

Faux. La condensation solide est un changement de l’état gazeux à l’état solide. Les particules

de diazote doivent donc se rapprocher les unes des autres. En effet, les particules d’un solide

sont beaucoup plus près les unes des autres que celles d’un gaz.

b) Lors de la fusion d’un morceau de cuivre, les particules demeurent les mêmes.

Vrai. La fusion est une transformation physique, donc elle ne modifie pas la nature de la substance.

c) Lors de la vaporisation de l’alcool, les particules s’écartent les unes des autres.

Vrai. La vaporisation est un changement de l’état liquide à l’état gazeux. Les particules d’alcool

doivent donc s’écarter les unes des autres. En effet, les particules d’un gaz sont beaucoup plus

éloignées les unes des autres que celles d’un liquide.

d) Lors de la dissolution d’un sel, ses particules se séparent les unes des autres.

Vrai. Lors de la dissolution, les particules de soluté se séparent et se répartissent uniformément

entre les particules de solvant.

6 Nomme les transformations illustrées ci-dessous.

a)

Une sublimation.

b)

Une dissolution.

ACTIVITÉ 2 Les transformations chimiques

1 ST Certaines décompositions se produisent dans le corps humain.

a) Nommes-en un exemple qui est en même temps une oxydation. La respiration cellulaire.

b) Nomme un exemple de décomposition dans le corps humain autre que celui que tu as nommé en a).

Exemples de réponses : La digestion des

aliments ; la décomposition des protéines.

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212 L’UNIVERS MATÉRIEL

2 ST Pour chacun des énoncés suivants, indique s’il s’agit d’une synthèse, d’une décomposition, d’une oxydation ou d’une précipitation.

a) Transformation au cours de laquelle il y a formation de molécules simples ou d’atomes à partir de molécules complexes. Une décomposition.

b) Transformation au cours de laquelle une substance réagit avec de l’oxygène ou une substance ayant des propriétés chimiques semblables à celles de l’oxygène. Une oxydation.

c) Transformation au cours de laquelle il y a formation d’une substance solide peu ou pas soluble à partir du mélange de deux solutions. Une précipitation.

d) Transformation au cours de laquelle une molécule complexe se forme à partir d’atomes ou de molécules plus simples. Une synthèse.

e) Transformation inverse de la synthèse. Une décomposition.

3 ST Nomme le type de transformation (synthèse, décomposition, oxydation ou précipitation) correspondant à chacune des situations suivantes.

a) Le sodium réagit avec le dichlore pour former le sel de table (chlorure de sodium). Une synthèse.

b) 2 Cu + O2 2 CuO Une synthèse. OU Une oxydation.

c) Lorsqu’on mélange une solution de sulfate de cuivre avec une solution d’hydroxyde de lithium, il y a formation d’une substance insoluble. Une précipitation.

d)

+

Une synthèse.

e) AgNO3 aqueux + NaCl aqueux AgCl solide + NaNO3 aqueux Une précipitation.

f)

+

+

Une synthèse.

g) Molécule d’amidon Molécules de glucose Une décomposition.

h) Une précipitation.

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CHAPITRE 7 • Les transformations de la matière et de l’énergie 213

ACTIVITÉ 3 Synthèse de la section 7.1

1 ST Remplis le tableau suivant en nommant la transformation, dans chacun des cas, et en spécifiant s’il s’agit d’une transformation physique ou chimique.

Transformation Nom de la transformation Physique ou chimique

a)

Fusion.

Physique.

b)

Oxydation.

OU Synthèse.

Chimique.

c) Une usine produit du cuivre à partir d’un minerai contenant de l’oxyde de cuivre (CuO).

Décomposition.

Chimique.

d) Certains médicaments doivent être mélangés avec de l’eau avant d’être ingérés.

Dissolution.

Physique.

e) Une banane tranchée noircit avec le temps. Oxydation.

Chimique.

f) N2 + 3 H2 2 NH3 Synthèse.

Chimique.

g) La digestion permet à notre organisme d’assimiler les nutriments des aliments.

Décomposition.

Chimique.

h)

Ce test permet de déterminer le groupe sanguin.

Précipitation.

Chimique.

i) Le matin, il se forme de la rosée sur l’herbe. Condensation

liquide.

Physique.

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214 L’UNIVERS MATÉRIEL

7.2.1 L’énergieOn entend souvent parler d’énergie. Pourtant, on ne peut pas voir directe-ment l’énergie. On peut seulement observer ses effets sur la matière ou ses manifestations.

● L’ÉNERGIE est la capacité d’accomplir un travail ou de provoquer un changement.

Lever un bras est un travail qui exige de l’énergie.

L’énergie du Soleil peut provoquer un changement. Par exemple, elle peut faire fondre la glace, c’est-à-dire la faire passer de l’état solide à l’état liquide.

Le joule ST

● Le JOULE (J) est l’unité de mesure de l’énergie dans le Système inter-national d’unités.

Il faut fournir 1 J pour soulever un objet de 100 g sur une distance de 1 m.

Si on double la distance (2 m), il faut fournir 2 fois plus d’énergie, donc 2 J.

Si on double la masse (200 g), il faut fournir 2 fois plus d’énergie, donc 2 J.

100 G

1 m 1 m

2 m

200 G

100 G

1 J 2 J 2 J

2 ST Vrai ou faux ? Si l’énoncé est faux, explique pourquoi.

a) La dissolution est la transformation inverse de la précipitation.

Faux. La dissolution est une transformation physique, tandis que la précipitation est une

transformation chimique.

b) La synthèse est la transformation inverse de la décomposition.

Vrai.

c) La combustion est une forme d’oxydation.

Vrai.

d) La solidification est une transformation chimique.

Faux. La solidification est un changement d’état, donc une transformation physique.

3 ST Quel indice te permet d’identifier chacune des transformations suivantes ?

a) Une synthèse.

Dans une synthèse, il y a formation de molécules plus complexes.

b) Une précipitation.

Dans une précipitation, il y a formation d’un précipité, soit un solide peu ou pas soluble,

lorsqu’on mélange deux solutions.

c) Une oxydation.

Dans une oxydation, il y a réaction d’une substance avec de l’oxygène, du fluor, du chlore

ou du soufre.

d) Une décomposition.

Dans une décomposition, il y a bris d’une molécule complexe en molécules plus simples

ou en atomes.

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220 L’UNIVERS MATÉRIEL

ACTIVITÉS DE LA SECTION 7.2

ACTIVITÉ 1 L’énergie

1 ST Quelle est l’unité de mesure de l’énergie ? Le joule.

2 Vrai ou faux ? Si un énoncé est faux, corrige-le.

a) ST L’énergie nécessaire pour soulever un objet de 1 kg sur une distance de 1 m équivaut à 1 J.

Faux. L’énergie nécessaire pour soulever un objet de 1 kg sur une distance de 1 m équivaut

plutôt à 10 J.

b) Il faut deux fois plus d’énergie pour soulever un objet deux fois plus lourd.

Vrai.

c) Il faut deux fois moins d’énergie pour soulever un objet sur une distance deux fois plus grande.

Faux. Il faut deux fois plus d’énergie pour soulever un objet sur une distance deux fois plus grande.

3 ST Pour soulever une chaise de 4 kg à une hauteur de 40 cm, il faut fournir une énergie de 16 J.

a) Quelle quantité d’énergie faut-il fournir pour soulever cette chaise à une hauteur de 80 cm ? 32 J

b) Quelle quantité d’énergie faut-il fournir pour soulever une chaise de 2 kg à une hauteur de 40 cm ? 8 J

ACTIVITÉ 2 Les formes d’énergie

1 Le mouvement des particules d’un gaz est illustré dans ces trois contenants. Lequel contient la plus grande quantité d’énergie thermique ? Explique ta réponse.

A B C

C’est dans la bouteille C qu’il y a la plus grande quantité d’énergie thermique, car c’est dans cette

bouteille que les particules bougent le plus.

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CHAPITRE 7 • Les transformations de la matière et de l’énergie 221

2 Pour chaque illustration, nomme la forme d’énergie qui lui est associée parmi les suivantes.

Énergie chimique Énergie mécanique Énergie rayonnante Énergie thermique

a)

Énergie rayonnante.

c)

Énergie mécanique.

e)

Énergie thermique.

b)

Énergie chimique.

d)

Énergie mécanique.

f)

Énergie rayonnante.

3 a) Quelle forme d’énergie est représentée dans cette situation ?

L’énergie mécanique.

b) D’après toi, quelle roche (A ou B) contient le plus d’énergie ? Explique ta réponse.

La roche A contient plus d’énergie parce qu’elle

a une masse plus grande que la roche B et qu’elles

sont à la même hauteur.

A B

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222 L’UNIVERS MATÉRIEL

4 Dans chacune des paires suivantes, coche le type d’ondes qui fournit le plus d’énergie en tenant compte seulement de la longueur d’onde.

a) Les ondes radio OU les rayons gamma.

b) Les rayons ultraviolets OU la lumière visible.

c) Les micro-ondes OU la lumière visible.

d) Les rayons X OU les rayons infrarouges.

e) Les micro-ondes OU les rayons gamma.

5 Quel type d’énergie correspond aux descriptions suivantes ?

a) C’est une réserve d’énergie associée aux liaisons entre les atomes dans les molécules. L’énergie chimique.

b) C’est une énergie associée au mouvement des particules de matière. L’énergie thermique.

c) C’est une énergie associée à la position ou à la vitesse d’un objet. L’énergie mécanique.

d) C’est une énergie associée aux ondes électromagnétiques. L’énergie rayonnante.

ACTIVITÉ 3 Les transformations et les transferts d’énergie

1 Pour chaque situation, précise s’il s’agit d’un transfert ou d’une transformation d’énergie.

Transfert Transformation

a) De l’eau chauffe sur une plaque chauffante.

b) De l’essence brûle dans le moteur d’une automobile.

c) Un poste de radio fait jouer une pièce musicale.

d) La chaleur dans l’âtre du foyer nous réchauffe.

2 À l’aide d’une flèche, indique le sens du transfert d’énergie thermique entre les éléments indiqués.

a) Entre la glace et le jus. b) Entre le café chaud et l’air.

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CHAPITRE 7 • Les transformations de la matière et de l’énergie 223

c) Entre un poulet rôti qu’on vient de placer dans le réfrigérateur et l’air qui s’y trouve.

d) Entre cette personne et l’air ambiant.

3 Ces dispositifs permettent de transformer l’énergie. Pour chacun d’eux, nomme la forme d’énergie qui est transformée et celle en laquelle (ou en lesquelles) elle est transformée.

a) Une ampoule électrique : L’énergie électrique se transforme en énergie

rayonnante et en énergie thermique .

b) Une pile : L’énergie chimique se transforme en énergie

électrique et en énergie thermique .

c) Le moteur d’un aspirateur : L’énergie électrique se transforme en énergie

mécanique , en énergie thermique et en énergie

sonore .

d) L’essence dans un moteur : L’énergie chimique se transforme en énergie

mécanique , en énergie thermique et en énergie

sonore .

ACTIVITÉ 4 Synthèse de la section 7.2

1 Plusieurs facteurs peuvent faire varier la quantité d’énergie. Écris ce dont dépend chacune des énergies suivantes.

a) L’énergie rayonnante du Soleil :

La longueur d’onde de l’onde

électromagnétique.

c) L’énergie mécanique d’un objet :

La vitesse de l’objet. La masse de l’objet.

Sa position par rapport aux objets

environnants.

b) L’énergie thermique de l’eau :

L’agitation des particules (ou de la

température).

La quantité de particules.

d) L’énergie chimique d’une bougie :

Les liaisons chimiques entre les atomes.

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224 L’UNIVERS MATÉRIEL

2 Pour permettre le mouvement de rotation de ces roues dentées, de l’énergie est transférée d’une roue à l’autre. Quelle est cette forme d’énergie ?

L’énergie mécanique.

3 Complète les phrases suivantes.

a) L’énergie mécanique de l’éolienne se transforme en énergie

électrique qui alimente le village voisin.

b) L’énergie chimique des aliments que tu manges se transforme en énergie

thermique qui maintient la température de ton corps autour de 37 °C.

c) L’énergie électrique qui alimente ta radio se transforme en énergie

sonore qui se manifeste par la musique que tu entends.

d) Les panneaux solaires transforment l’énergie rayonnante en énergie

électrique .

e) L’énergie chimique du propane se transforme en énergie

thermique qui permet de cuire les aliments.

f) Lors de la photosynthèse, les plantes transforment l’énergie rayonnante

en énergie chimique .

g) Lorsqu’un objet est exposé au Soleil, l’énergie rayonnante est transformée

en énergie thermique .

4 Dans chacune des paires de situations décrites ci-dessous, coche la situation qui représente la plus grande quantité d’énergie.

a) Un verre de 475 ml de jus à 4 °C OU un verre de 250 ml de jus à 4 °C.

b) Un camion qui roule à 100 km/h OU le même camion qui roule à 75 km/h.

c) Un rayon infrarouge OU un rayon ultraviolet.

d) Un avion en plein vol OU un avion au sol.

e)

OU

Molécule de méthane (CH4) Molécule d’octane (C8H18)

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CHAPITRE 7 • Les transformations de la matière et de l’énergie 225

Synthèse du chapitre 7

1 ST Remplis le tableau en indiquant, pour chacun des exemples, s’il s’agit d’une transformation physique ou chimique et en nommant la transformation.

Exemple de transformation Physique ou chimique Nom de la transformation

a) Un bijou en argent noircit au contact du soufre.

Chimique. Oxydation.

b) Les plantes transforment le dioxyde de carbone et l’eau en glucose.

Chimique. Synthèse.

c) La combustion du propane produit de la chaleur.

Chimique. Oxydation.

d) Lors d’un impact, le trinitrure de sodium dans un sac gonflable se transforme rapidement en sodium solide et en diazote gazeux, ce qui permet de gonfler le sac.

Chimique Décomposition.

e) Un lac gèle l’hiver. Physique. Solidification.

f) La respiration cellulaire. Chimique. Décomposition.

2 Dans chaque cas, encercle le contenant dans lequel l’énergie thermique est la plus élevée.

a)

25 ºC 10 ºC

b)

25 ºC 25 ºC

3 Remplis ce tableau en indiquant, pour chacun des phénomènes, s’il s’agit d’une transformation chimique ou physique et en nommant la forme d’énergie transformée.

Phénomène Chimique ou physique Forme d’énergie

a) La cuisson de la viande. Chimique. Thermique.

b) La photosynthèse chez les plantes. Chimique. Rayonnante.

c) La fonte d’un fil de tungstène dans une ampoule lors d’une surcharge électrique. Physique. Électrique.

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226 L’UNIVERS MATÉRIEL

4 Décris une transformation d’énergie qui peut se produire dans chacun des objets ou phénomènes suivants. Exemples de réponses.

a) Une automobile.

L’énergie chimique de l’essence et du dioxygène se transforme en énergie mécanique dans le moteur.

b) L’ampoule d’une lampe de poche.

L’énergie électrique se transforme en énergie rayonnante et en énergie thermique.

c) Le capteur photovoltaïque d’une calculatrice solaire.

L’énergie rayonnante se transforme en énergie électrique.

d) Une centrale électrique.

L’énergie mécanique se transforme en énergie électrique.

e) Un feu d’artifice.

L’énergie chimique se transforme en énergie rayonnante et en énergie thermique.

5 Quel est le type d’ondes le plus dangereux pour la santé ? Explique ta réponse.

Ce sont les rayons gamma, puisque c’est le type d’ondes auquel on associe la plus grande quantité

d’énergie. En effet, ces rayons ont la plus petite longueur d’onde.

6 À l’aide du modèle particulaire de la matière, explique comment les particules de dioxyde de carbone sont affectées lorsque cette substance se sublime.

Au début, puisqu’il s’agit d’un solide, les particules de dioxyde de carbone sont très près les unes

des autres et sont retenues entre elles par d’importantes forces d’attraction. Lors de la sublimation,

elles se détachent et s’éloignent les unes des autres, puisqu’elles se transforment en particules de gaz.

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