Cycle d'orientation Direction générale Service de l'enseignement Secteur de l'évaluation AB/CC/ns
EVACOM PHYSIQUE 9e Regroupements A-B-H / 2e semestre 2010-2011 LA MATIÈRE ET SES TRANSFORMATIONS
24 mai 2011 Durée : 45 minutes
Nom : ____________________________________ Prénom : _____________________________
Classe : __________________________________ Collège : _____________________________
Signature des parents : ______________________ Points : ____ / 39
Matériel autorisé :
• une calculatrice (l'usage d'un téléphone portable est interdit)
Ces renseignements te seront utiles pour résoudre certains exercices.
Substance Température de fusion (° C)
Température d’ébullition (° C)
Masse volumique (kg/m3)
Air −220 −194 1,3
Alcool (éthanol) −117 78,5 790
Aluminium 660 2467 2700
Argent 962 2212 10500
Caoutchouc 75 --- 930
Cuivre 1083 2567 8920
Eau 0 100 1000
Fer 1535 2750 7860
Glycérine 20 290 1260
Huile d'olive −10 ≈300 880
Mercure −39 357 13600
Naphtaline 80 218 960
Or 1064 3080 18900
Plomb 328 1740 11300
PVC 160 --- 1350
Titane 1660 3287 4540
Zinc 419,6 907 7140
Exercice 1
Note si, selon toi, les affirmations suivantes sont V (vraies) ou F (fausses).
Pour chaque affirmation que tu considères fausses, tu dois :
• entourer le mot faux ou le nombre faux
• écrire un mot ou un nombre dans la colonne « Corrections » pour que l’affirmation devienne vraie.
Attention : Si tu corriges une phrase vraie, tu n’obtiendras pas de point.
Affirmations V (vraie) /
F (fausse) Corrections
Exemple :
Un gramme d’eau contient autant de molécules qu’un gramme de dihydrogène.
F moins
1) La température de fusion de l'alcool est supérieure à sa température de solidification.
2) L’odeur d’un parfum se répand dans une pièce, ce phénomène s’appelle la dissolution.
3)
La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume.
4) Lorsqu'une substance change d'état, sa masse ne change pas.
5)
Dans l'eau chaude, l'agitation des molécules est inférieure à l'agitation des molécules dans l'eau froide.
6) Dans un solide, l'espacement des molécules diminue lorsque la température augmente.
7)
1 kg d'eau solide contient un nombre de molécules supérieur au nombre de molécules contenues dans 1 kg d'eau liquide.
8) L'air contient environ 20% de gaz azote.
9) La molécule du gaz hydrogène (H2) est composé de deux atomes d'hydrogène.
10) Un gaz a un volume propre, mais n’a pas de forme propre.
Ex. 1 : / 10 pts
Sur une plaque électrique se trouve une casserole d’eau bouillante. Dans cette casserole Adeline plonge, pendant 1 heure, un bécher contenant de la naphtaline liquide (voir schéma de gauche).
Adeline fait ensuite l'expérience suivante : elle retire le bécher, enclenche son chronomètre et laisse la naphtaline refroidir dans la salle où règne une température ambiante de 20° C (voir schéma de droite).
Lors de cette expérience, Adeline note les observations suivantes :
● au bout de 10 minutes la naphtaline commence à se solidifier,
● dès la 20ème minute, la naphtaline est totalement solide,
● la température ambiante de la salle est de 20° C jusqu'à la fin de l'expérience.
a) Au moment où Adeline retire le bécher de la casserole, quelle pourrait être la température maximale de la naphtaline ?
Réponse :
b) A quelle température la naphtaline commence-t-elle à se solidifier ? Réponse :
c) Trace une évolution de la température de la naphtaline en fonction du temps, cohérente avec les observations d'Adeline.
Situation avec naphtaline liquide Naphtaline
Situation avec naphtaline en train de refroidir Naphtaline
Exercice 3
Deux récipients fermés et identiques sont remplis de gaz. L’un contient du monoxyde de carbone (CO), et l’autre du dioxyde de carbone (CO2).
a) Complète les phrases suivantes :
• Dans la formule CO2, « C » représente…..………...
…………...………...…………..
•
Dans la formule CO2, «O2» représente ………….………......………...……….………...…
b) Les deux récipients contiennent un nombre identique de molécules. Quel récipient a la plus petite masse ? Justifie ta réponse. Sans justification ta réponse ne sera pas prise en compte.
Réponse :
Justification :
Ex. 3 : / 5 pts
Bouchon Bouchon
Gaz CO2 Gaz
CO
Dans une salle se trouvent deux récipients contenant la même quantité d’eau :
● L’eau du premier est à la température de 30° C.
● L’eau du second est à la température de 50° C.
On sort d’un réfrigérateur deux morceaux identiques de fer qui se trouvent à 4° C.
Dans chacun des récipients, on plonge un de ces morceaux.
a) Quel morceau de fer atteindra-t-il la température de 20° C le plus rapidement ?
b) Explique ton hypothèse à l'aide du modèle moléculaire.
Ex. 4 : / 3 pts
Exercice 5
Voici la photo d’un briquet contenant du butane. Le bas du briquet est occupé par du butane liquide et le haut par du butane gazeux.
a) Complète les deux cadres ci-dessous, à l’aide du modèle moléculaire, pour qu’ils représentent un échantillon de butane liquide et un échantillon de butane gazeux. Ajoute une légende.
b) Complète les phrases suivantes par « butane liquide » ou « butane gazeux » :
● Le ……….……….…………. n'est pas compressible.
● Les molécules du ………. ne sont pas liées.
● Les molécules du ………..…………. occupent tout l’espace disponible.
Ex. 5 : / 7 pts Echantillon de butane gazeux
Echantillon de butane liquide
Daniel doit identifier la substance dont est constitué un objet. Pour cela, il pèse un cylindre gradué contenant de l’eau avant et après y avoir placé l'objet. Ces deux mesures sont illustrées par la figure ci-dessous :
a) Dans le tableau ci-dessous, mets une croix dans la colonne « Vrai » si l’affirmation est correcte.
Sinon, mets une croix dans la colonne « Faux » et corrige la mesure fausse.
Affirmation Vrai Faux Valeur corrigée
L’objet a une masse de 121,5 g.
Le volume de l’objet est de 90 cm3.
b) Calcule la masse volumique de la substance de l’objet en kg/m3. Dans ta réponse, toutes les étapes du calcul doivent apparaître.
Masse du cylindre avec le liquide
256,7 g
Masse du cylindre avec le liquide et l'objet
378,2 g
100 cm3 100 cm3
c) Cet objet est-il constitué d’aluminium ? Justifie ta réponse. Sans justification ta réponse ne sera pas prise en compte.
d) Il est aussi possible d’identifier cette substance en plaçant cet objet dans un four à haute température. Explique pourquoi.
Propose la température minimale que devrait avoir ce four : …... ° C
Ex. 6 : / 8 pts
Total de l’épreuve : 39 points
