Découvrir la matière autour de nous : états, mélanges et matériaux
Je sais reconnaître un solide, un liquide et un gaz, dire si un mélange est homogène ou non, et choisir un matériau selon sa propriété.
Ce que dit la fiche
Les points essentiels
- La matière est tout ce qui nous entoure et occupe de la place : une table, l'eau d'un verre ou l'air d'un ballon sont de la matière.
- Un solide garde sa forme : un caillou, une règle ou une gomme gardent la même forme quand on les change de récipient.
- Un liquide prend la forme du récipient qui le contient, mais son niveau reste plat et horizontal : l'eau, le lait ou l'huile en sont des exemples.
- Un gaz n'a pas de forme propre et se répand partout : l'air gonfle un ballon, la vapeur d'eau se mélange à l'air de la pièce.
- Un mélange réunit deux matières ou plus : dans un mélange homogène (eau + sel dissous, sirop), on ne voit plus qu'une seule matière ; dans un mélange non homogène (eau + sable, eau + huile), on voit encore les parties séparées.
- On peut parfois séparer un mélange : le filtre retient le sable de l'eau, un tamis sépare des graines de tailles différentes, et on peut recueillir le sel en faisant évaporer l'eau salée.
- Un matériau est la matière dont un objet est fabriqué (bois, métal, verre, plastique, tissu, papier) ; on le choisit pour ses propriétés.
- Une propriété est une qualité que l'on observe ou teste : dur ou mou, souple ou rigide, transparent ou opaque, flotte ou coule, conduit ou non l'électricité.
Les mots à connaître
- État de la matière
- Manière dont se présente une matière : solide (garde sa forme), liquide (prend la forme du récipient) ou gaz (se répand partout, ne se voit pas toujours).
- Mélange
- Résultat obtenu quand on réunit au moins deux matières. Il est homogène si l'on ne distingue plus les parties (eau sucrée), non homogène si on les distingue encore (eau et huile).
- Matériau
- Matière utilisée pour fabriquer un objet, choisie selon ses propriétés. Exemple : le verre est transparent, donc on l'utilise pour les vitres.
La méthode, étape par étape
- Observer : regarde la matière sans la goûter ni la sentir de trop près, et note ce que tu vois.
- Tester simplement : verse-la dans un autre récipient pour voir si elle garde sa forme, mets-la dans l'eau pour voir si elle flotte, éclaire-la pour voir si elle est transparente.
- Classer : utilise tes observations pour dire solide, liquide ou gaz, ou mélange homogène ou non homogène.
- Justifier : écris une phrase avec « parce que » qui s'appuie sur ce que tu as observé.
- Pour choisir un matériau, nomme d'abord la propriété dont l'objet a besoin, puis cherche le matériau qui la possède.
Des exemples résolus
Léa verse du sirop de menthe dans de l'eau et remue. Elle verse ensuite de l'huile dans de l'eau et remue. Pour chaque mélange, que voit-on et de quel type est-il ?
Sirop et eau : après avoir remué, on ne voit plus qu'un seul liquide vert. On ne distingue plus les deux matières, c'est donc un mélange homogène. Huile et eau : même en remuant, on voit des gouttes d'huile qui remontent et forment une couche au-dessus de l'eau. On distingue encore les deux liquides, c'est donc un mélange non homogène.
Tom doit fabriquer un bac à fleurs qui reste dehors sous la pluie. Il hésite entre une boîte en carton, une boîte en bois et une boîte en plastique. Quelle propriété cherche-t-il et quel matériau peut-il choisir ?
Il cherche une propriété : résister à l'eau et ne pas se déformer. Le carton se ramollit et se déchire quand il est mouillé, il ne convient pas. Le bois et le plastique supportent la pluie. Tom peut choisir le plastique, ou le bois si celui-ci est traité. Il choisit donc le matériau en comparant la propriété nécessaire avec celle de chaque matériau.
Les pièges à éviter
- Croire que l'air n'est pas de la matière parce qu'on ne le voit pas. Faux : l'air est un gaz, il occupe de la place (il gonfle un ballon) et on sent qu'il existe quand il y a du vent.
- Croire que le sucre ou le sel disparaît quand on le mélange à l'eau. Faux : ils sont dissous, donc on ne les voit plus, mais ils sont toujours là. L'eau devient sucrée ou salée, et si l'eau s'évapore, le sel réapparaît.
Teste-toi
Le sable est fait de tout petits grains qui coulent comme un liquide quand on les verse. Est-ce un liquide ? Explique.
Voir la réponse
Non, le sable est un solide.
Chaque grain est un petit solide qui garde sa forme. Le tas coule parce que les grains glissent les uns sur les autres, mais un liquide, lui, forme une surface plate et prend la forme du récipient, ce que le sable ne fait pas.
Tu mélanges de l'eau et du sable. Quel est le type de mélange et comment peux-tu séparer les deux matières ?
Voir la réponse
C'est un mélange non homogène ; on le sépare en filtrant.
On voit encore les grains de sable dans l'eau, donc ce n'est pas homogène. Un filtre (papier ou tissu) laisse passer l'eau mais retient le sable, ce qui sépare les deux matières.
Une cuillère pour remuer une soupe chaude doit être fabriquée avec un matériau choisi pour une propriété. Donne un matériau possible et la propriété qui justifie ce choix.
Voir la réponse
Par exemple le bois, parce qu'il ne chauffe pas vite et ne brûle pas la main (ou l'inox, résistant à la chaleur).
Pour remuer une soupe chaude, il faut un matériau qui supporte la chaleur et reste agréable à tenir. Le bois ne conduit pas bien la chaleur, donc on peut tenir le manche sans se brûler.
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