DES PHÉNOMÈNES ET DES HOMMES : L’ E A U C H A N G E D ’ É TAT
TROIS DEGRÉS
POUR UNE TEMPÉRATURE
Conception : Roland Cros et Jacques-Olivier Baruch Réalisation : Mehdi Zergoun
© CNDP, La Cinquième, Mérapi, 1998 Durée : 04min 44 s
Les anciens « thermomètres » à air s’étant avérés sensibles à la valeur de la pression atmosphérique, c’est avec de l’eau, puis avec de «l’esprit- de-vin » (mélange d’eau et d’alcool), que les premiers véritables thermomètres à liquide sont construits, au milieu du XVIIesiècle. Sauf que… c’est bien beau de mesurer une température, encore faut-il se mettre d’accord sur son unité ! Ainsi, la glace a fondu à 1 000 degrés en France avec Réaumur, à 0 degré en Suède avec Celsius, et à 32 degrés dans les pays anglo-saxons avec Fahrenheit (elle y fond d’ailleurs toujours…). Et la définition définitive de l’échelle de Celsius date de 1948. Eh oui ! il a fallu plus de 300 ans pour se mettre d’accord…
DISCIPLINES, CLASSE ET PROGRAMME
Physique-chimie, 5e(programme publié au BOn° 5, 25 août 2005) : Les changements d’état de l’eau, approche phénoménologique.
OBJECTIF DU FILM
Sensibiliser les élèves à l’histoire des sciences, en montrant comment fut construite la notion de température et son unité.
VOCABULAIRE REQUIS Changements d’état.
VOCABULAIRE À EXPLIQUER
Dilatation, pression atmosphérique, esprit-de-vin, mercure, huile de lin, système métrique.
VOCABULAIRE À METTRE EN PLACE Échelle à deux « points fixes », degrés, graduations.
PRINCIPAUX THÈMES ABORDÉS
– Le choix et l’adoption d’une unité de mesure de la température.
– La recherche d’un liquide thermométrique adapté et de « points fixes » reproductifs.
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DÉCOUPAGE DU FILM
00 min 00 s :Première tentative pour évaluer une température par Santorius, médecin, en 1612. Mais son appareil de mesure est sensible à la pression atmosphérique.
00min51s: En 1654 : premier thermomètre à liquide mis au point par Ferdinand II de Médicis. Reste la question de l’unité de mesure.
01min58s:Échelle de Fahrenheit.
02min49s:Échelle de Réaumur.
03min34s:Échelle de Celsius, en 1741, la plus simple.
04 min 04 s :L’échelle de Celsius convainc la Chambre des poids et mesures de la Convention. En 1948, elle sera adoptée mondialement.
Reste une autre unité, le kelvin, propre aux scientifiques…
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4 SUGGESTIONS D’EXPLOITATION PÉDAGOGIQUE
Cette séquence peut être utilisée à la fin du chapitre concernant les changements d’état.
Elle permet de présenter aux élèves le phénomène de dilatation, et diverses expériences peuvent être réalisées, aussi bien sur l’air que sur différents liquides (fabrication de thermomètres avec de la verrerie courante : ballons, bouchons et tubes de verre ; graduation des appareils ; comparaison de leurs indications ; limites d’utilisation…).
Un exemple d’expérience : un thermomètre à air est simplement réchauffé dans les mains ; cela suffit pour voir son index (une goutte d’eau) se déplacer.
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FICHE ÉLÈVE
Questionnaire sur le film
1. Qui a inventé le premier thermomètre médical ? Quand ? Où a- t-il trouvé l’idée de ce thermomètre ?
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………
………
………
2. Comment fonctionnait-il (commente ce schéma) ?
………
………
………
………
Ferdinand II construisit les premiers thermomètres à liquide, scellés aux deux extrémités. En quelle année ? Quel liquide utilisait-il ?
………
………
4. Par la suite, d’autres liquides seront utilisés : lesquels ?
………
………
5. À part le mélange eau-glace, toutes sortes de « points fixes » seront utilisés pour essayer de graduer les thermomètres; que penses- tu de ceux-là ?
– Le corps humain : ………
– Le beurre fondant : ………
6. Trois échelles de température sont citées dans le document, celles de Fahrenheit, de Réaumur et de Celsius. Complète ce tableau :
7. C’est finalement l’échelle Celsius qui est retenue. Quelle est la raison principale de son succès ?
………
………
………
………
8. Mesure la longueur de ta table en coudées (avec ton avant-bras);
en pouces (avec ton pouce) ; en centimètres. Inscris les résultats ci- dessous et compare tes résultats avec ceux des autres élèves de la classe.
– En coudées : ………
–En pouces: ………
– En centimètres : ………
Quel rapprochement fais-tu entre cette expérience et l’histoire des thermomètres ?
………
………
Température dans l’échelle de Fahrenheit
Température dans l’échelle
de Réaumur
Température dans l’échelle
de Celsius Mélange
glace + sel ……°F Mélange
glace + eau ……°F ……°R ……°C
Corps humain ……°F
Eau bouillante ……°F ……°R ……°C
L I V R E T R É D I G É P A R N A T H A L I E O V T C H A R E N K O E T J E A N - C L A U D E A R R O U G É R É A C T U A L I S É P A R J E A N J A N D A L Y
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