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Chapitre 2 : La matière : états, masse et volume (p. 38)
I. Les trois états physiques de la matière
1. Les solides et les liquides
- Solide : Un solide possède une forme propre (sa forme ne varie pas selon le récipient) et un volume propre. On peut saisir un solide compact entre ses doigts.
- Liquide : Un liquide n'a pas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient. En revanche, il possède un volume propre. Au repos, la surface libre d'un liquide est toujours plane et horizontale.
2. Les gaz
- Gaz : Un gaz n'a ni forme propre ni volume propre. Il occupe tout le volume disponible du récipient qui le contient.
- Compressibilité et expansibilité : Un gaz est compressible (on peut réduire son volume) et expansible (il s'étend dès qu'on augmente le volume disponible).
II. Mesures de masse et de volume
1. La mesure du volume d'un liquide
- Le volume $V$ mesure l'espace occupé par la matière. L'unité légale est le mètre cube ($\text{m}^3$), mais au laboratoire on utilise le litre ($\text{L}$) et le millilitre ($\text{mL}$).
- On mesure le volume d'un liquide à l'aide d'une éprouvette graduée en lisant la valeur au bas du ménisque.
2. La mesure de la masse
- La masse $m$ mesure la quantité de matière contenue dans un corps. L'unité légale est le kilogramme ($\text{kg}$).
- On mesure la masse à l'aide d'une balance. Dans les conditions usuelles, $1\text{ L}$ d'eau pure a une masse de $1\text{ kg}$ ($1000\text{ g}$).
III. Dilatation thermique et niveau des océans (Ajouts BO 2020)
1. Proportionnalité entre masse et volume
- Pour une substance donnée à température constante, la masse est proportionnelle au volume (ex. : $1\text{ L}$ d'eau liquide pèse $1\text{ kg}$, $2\text{ L}$ pèsent $2\text{ kg}$).
2. Dilatation thermique de l'eau et réchauffement climatique
- Lorsque la température d'un liquide augmente, sa masse ne varie pas mais son volume augmente légèrement : c'est la dilatation thermique.
- Conséquence climatique : L'augmentation de la température globale entraîne la dilatation thermique de l'eau des océans, ce qui constitue l'une des causes principales de l'élévation du niveau des mers.
Points importants (L'essentiel du cours)
- La masse se mesure avec une balance ($\text{kg}$, $\text{g}$) et le volume avec une éprouvette graduée ($\text{L}$, $\text{mL}$).
- $1\text{ L}$ d'eau pure possède une masse de $1\text{ kg}$.
- À masse constante, le volume d'un liquide augmente lorsque sa température augmente (dilatation thermique).
- Le réchauffement climatique provoque la dilatation thermique de l'eau, contribuant directement à la montée du niveau des océans.
Ce que l'élève doit savoir et savoir-faire
Savoirs (Connaissances) :
- Connaître les caractéristiques des trois états physiques de la matière.
- Connaître les unités de masse ($\text{kg}$, $\text{g}$) et de volume ($\text{m}^3$, $\text{L}$, $\text{mL}$).
- Connaître la masse d'un litre d'eau liquide ($1\text{ kg}$).
- Expliquer le phénomène de dilatation thermique relié au réchauffement climatique.
Savoir-faire (Capacités) :
- Effectuer la tare d'une balance électronique.
- Mesurer précisément un volume avec une éprouvette graduée (lecture du ménisque).
- Réaliser des conversions d'unités simples de masse et de volume.