énergie et changement d'état

[goendoline]

bonjour,
après vous avoir lu beaucoup, j'apporte ma pierre.... dans la progression de lyon il y a un chapitre en 4eme partie 2 intitulé "modéliser", ch 2 comment évolue la température lors d'un changement d'état?
Le BO préconise "L'étude expérimentale sera l'occasion de mettre l'accent sur les transferts d'énergie lors des changements d'état".
avec ma collègue nous avons pris le parti de faire en première partie l'étude du comportement des molécules lors d'un changement d’état, puis en seconde partie de faire tracer les courbes de changements d'état en fonction de t° pour l'eau pure (nous sur ordi avec une application de ppcl) et enfin d'expliquer et faire le lien avec l’énergie/agitation des molecules.

cette notion étant difficile , on essaye de simplifier.

On aimerait faire un diagramme énergétique, on se prend la tête , on n'y arrive pas pour que cela reste simple et compatible avec ce qu'ils ont déjà vu! merci de votre aide, si vous avez une idée.

je vous livre le document réalisé et dites moi ce que vous en pensez.

merci d'avance pour vos critiques.

[goendoline]

bonsoir,
voici la suite si cela vous intéresse, une fiche d'application avec justement un diagramme énergétique simplifié.

n’hésitez pas à critiquer.... c'est constructif!

merci

[Aranel53]

Peux-tu poster en PDF aussi ? car j'ai des cadres qui se baladent dans tes documents...

Je ne suis pas du tout adepte des textes à trous, mais l'approche proposée me plait bien ! Je pense que c'est très intéressant de faire travailler les élèves jusqu'à ce niveau de compréhension de la matière (que j'ai abordé en DEUG pour ma part... ! )

Je relis tout ça à tête reposée et je fais une critique plus détaillée.

[philippeg]

Pour le fichier APPLICATION, je te suggère de modifier tous les "ronds ovales" en rectangle car il verront plus tard que les rond représentent des convertisseurs et que les stocks d'énergie ou les sources d'énergie sont représentées dans des rectangles. Autant prendre tout de suite de bonnes habitudes, encore que ça n'est pas à proprement parler un diagramme d'énergie puisqu'il n'y a pas de convertisseur, et que vouloir faire un vrai diagramme énergétique pour un changement d'état emmènerait les élèves beaucoup trop loin.
Sinon, il suffit pour être rigoureux de ne pas parler de diagramme d'énergie et de présenter ton document comme un simple schéma fonctionnel. Comme ça, on fait ce qu'on veut.

[goendoline]

voila les fichiers pdf

j'ai rajouté ma trame du chapitre

nous avons choisi un texte à trou pour que les informations soient claires et justes, et que ca aille plus vite aussi.

si vous voulez les autres activités ou fiches n'hésitez pas je partagerai.

merci de votre lecture et de vos retours.

je reviens sur philippeg: la glace ou le système n'est pas un convertisseur mais un stock d'énergie? mais alors qui est le convertisseur? désolée mais dans ces histoires d'énergie, c un peu flou.... c la misère par moment! peux tu essayer de m'éclairer! justement j'avais choisi le rond pour le convertisseur! oups!

merci

[philippeg]

je reviens sur philippeg: la glace ou le système n'est pas un convertisseur mais un stock d'énergie? mais alors qui est le convertisseur? désolée mais dans ces histoires d'énergie, c un peu flou.... c la misère par moment! peux tu essayer de m'éclairer! justement j'avais choisi le rond pour le convertisseur! oups!

Il y a une superbe playlist sur
https://www.youtube.com/playlist?list=PLqfeABEfnurj_wc4-seB_zdK9CaK6kiC7
qui explique très clairement comment l'énergie est abordée au lycée.
C'est à mon avis très utile pour les profs de collège de la visionner car ils verront mieux à quoi ils préparent les élèves, et quelle bases simples donner, sans dénaturer l'outil : ces diagramme d'énergie sont trop complexes pour être complètement enseigné en collège avec toute la rigueur nécessaire et il faut faire des choix simplificateurs.

C'est vrai que c'est très flou quand on aborde le sujet car ça n'était pas abordé comme cela en physique du temps des dinosaures que nous sommes déjà, et les documents/ référentiels / manuels de collège et de lycée sont truffés d'erreurs et/ou d'approximation (y compris les miens que j'essaie pourtant de corriger).

Dans le cas du changement d'état, le problème est que lorsqu’il est spontané, il n'y en a pas de convertisseur : je n'ai pas d'idée sur une manière rigoureuse d'en faire un diagramme d'énergie. En fait, le diagramme d'énergie ne me semblent pas fait pour illustrer cela.

Par contre, ils conviennent tout à fait dans la partie "production d'énergie".

[goendoline]

merci de ta réponse, je vais de ce pas voir ton lien.

[Spilou]

Le sujet est complexe pour des quatrièmes, il me semble que je l'aborderai de manière beaucoup plus terre à terre.
A la relecture de ton document de cours, que je pense utiliser comme base de départ, il y a des choses qui sont sources de trouble pour les élèves:

- Dans le texte à trous, il est question d'énergie, de transfert d'énergie, de stock d'énergie... mais pas d'unité de mesure de cette énergie, par ailleurs, fais-tu une mesure de l'énergie reçue? reportée en abscisse ou une mesure de temps?
- la graphe de changement d'état porte en abscisses l'unité Cal avec une mention indiquant que Cal = kcal c'est casse gueule pour les élèves et il risquent d'aboutir à des raccourcis douteux: Kg = kkg ou G = kg bref, pas glop! Sans compter qu'il serait opportun de faire apparaître l'unité légale, le Joule.
- Le graphe est porte l'axe des abscisses en correspondance avec -10°C alors que le texte à trous mentionne un échauffement d'un glaçon de -18°C à 0°C Je pense que fixer l'axe de abscisses à 0°C serait préférable, mais ce n'est qu'une histoire de goût.
- la petite photo, représentant de la buée au lieu de la vapeur d'eau est source de confusion quand à la nature de l'état de la brume, de la buée sur une vitre...
- la "courbe" de changement d'état n'est pas réaliste du tout: l'expérience pratique réalisée en collège est en général T = f(t) avec perte de masse par évaporation dès présence du moindre liquide dans le récipient. De plus, on ne mesure jamais la température de la vapeur d'eau lors de ces expériences..jamais on n'obtient des segments rectilignes lors de la montée en température, une mesure en conditions réelles suffit à s'en convaincre.
Je doute même qu'on obtienne cela avec l'énergie en abscisses, à moins de faire l'expérience dans des conditions adiabatiques, et en système fermé (sans perte de masse). De plus, on ne mesure jamais la température de la vapeur d'eau lors de ces expériences...
- aborder l'aspect exothermique et endothermique en 4°??? j'ai du mal à voir comment on peut ré-exploiter cela pour fixer cette connaissance.

Bref, pour faire simple, j'éviterai d'utiliser ce graphe. Toute critique étant à visée constructive.

[goendoline]

bonjour,
j'ai modifié l'approche de cette activité...
activité 1 courbe de solidification eau salée/eau pure
activité 2 courbe de vaporisation eau salée / eau pure
courbe réalisées avec une simulation de pccl 5eme
activité 3: application pour reconnaitre un corps pur (pas changé de l'an dernier)
activité 4: je donne un texte sur energie/changement d'état (le même que l'an dernier, mais ce n'est plus un texte à trou tres décrié!) qu 'on lit ensemble
activité 4bis: un questionnaire sur l'activité 4.

voilà
distes moi ce que vous en pensez...

soyez cinglant! cela fait avancer....

[elendil]

Bonjour,

Globalement je trouve que c'est assez compliqué pour les élèves. Il y a beaucoup de notions précises et scientifiques je ne suis pas sûr que les élèves arrivent à s'approprier tout cela. Après, à voir avec l'évaluation je n'ai jamais pratiqué.

Plus en détails, les activités 1 et 2 me paraissent intéressantes et abordables. Par contre les 2 autres documents de cours me semblent complexes. Ce qui me gène sont les diagrammes énergétiques. En 4ème il est conseillé de réaliser des "bilans énergétiques sur des systèmes simples" (source : BO). Ici ce n'est pas simple du tout... même si l'approche est intéressante. Je pense qu'il faut parler énergie et changement d'état une fois qu'on a traité toute la partie sur la matière et sur l'énergie (sorte de tâche complexe regroupant les 2 parties par ex). C'est déjà important qu'ils comprennent les notions avec des exemples simples avant même d'aborder des cas plus complexes.

Sinon j'ai une question un peu basique : Ou demande-t-on dans le BO de parler d'énergie en lien avec les changements d'état ?