
Voici le corrigé détaillé des exercices sur les matériaux. Compare chaque réponse avec la tienne, vérifie les justifications et relis les explications : en sciences, on ne donne jamais un résultat sans dire pourquoi.
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La correction détaillée : corrigé sur les matériaux
Correction de l’exercice 1 : Naturel ou fabriqué ?1. Naturels : bois, laine, cuir, pierre. Fabriqués : plastique, verre, acier, béton.
2. Plastique : pétrole ; verre : sable ; acier : minerai de fer ; béton : ciment, sable, gravier et eau.
a. Faux : l’aluminium et le cuivre ne sont pas attirés. b. Vrai : le plastique ne laisse pas passer le courant. c. Vrai : c’est la définition d’un matériau transparent. d. Faux : le verre est dur (difficile à rayer) mais cassant.
a. Cuivre : conducteur électrique (gaine en plastique isolant autour). b. Verre : transparent. c. Bois ou plastique : mauvais conducteurs thermiques, on ne se brûle pas. d. Bois (ou acier) : résistant et capable de supporter des charges. e. Plastique : léger, incassable, peu coûteux.
1. La lampe sert d’indicateur : si elle brille, le courant circule, donc l’objet est conducteur.
2. Conducteurs : clé, trombone, mine de crayon. Isolants : gomme, bouchon de liège, verre.
3. Le graphite (la mine) conduit l’électricité.
4. Le courant du secteur est très dangereux et peut provoquer une électrocution ; on utilise seulement une pile.
1. Attirés : clou en fer, trombone en acier, boîte de conserve en acier.
2. Non : la feuille d’aluminium, le fil de cuivre et la canette en aluminium sont des métaux non attirés.
3. Avec un aimant : il retient l’acier et laisse passer l’aluminium.
1. Un métal : il conduit bien la chaleur et résiste au feu.
2. Du bois ou du plastique résistant à la chaleur : isolants thermiques, le manche reste tenable.
3. Du verre : il est transparent et permet de voir sans soulever le couvercle.
1. 79 g.
2. ρ = m ÷ V : pin 5 ÷ 10 = 0,5 ; plastique 14 ÷ 10 = 1,4 ; aluminium 27 ÷ 10 = 2,7 ; fer 79 ÷ 10 = 7,9 ; cuivre 90 ÷ 10 = 9,0 g/cm3.
3. Le pin seul flotte (0,5 < 1,0).
4. m = 9,0 × 100 = 900 g.
1. À 2 minutes : 44 °C pour le métal et 24 °C pour le bois.
2. À 4 minutes : 54 − 26 = 28 °C.
3. Le métal conduit le mieux la chaleur, car son manche chauffe beaucoup plus vite.
4. Le bois est un mauvais conducteur thermique : le manche reste froid et on ne se brûle pas.
1. La poignée en fer.
2. Le fer conduit bien la chaleur : il en prend rapidement à la main, qui se refroidit vite. Le bois conduit mal : la main perd peu de chaleur. Les deux ont pourtant la même température.
3. Un tissu épais est un mauvais conducteur thermique : il protège la main de la chaleur du plat.
1. Transparent : laisse passer la lumière et on voit nettement à travers. Translucide : laisse passer la lumière mais on ne voit pas nettement. Opaque : ne laisse pas passer la lumière.
2. Transparent : verre de fenêtre. Translucides : verre dépoli, papier calque. Opaques : bois, feuille d’aluminium.
3. Du verre dépoli : il laisse entrer la lumière sans qu’on voie à travers.
1. Plomb < ongle < cuivre < verre < diamant (le plus dur est celui qui raye les autres).
2. Oui : le verre est dur mais se brise sous un choc ; dureté (résistance à la rayure) et fragilité sont deux propriétés différentes.
1. V = 20 × 10 × 0,5 = 100 cm3.
2. Aluminium : m = 2,7 × 100 = 270 g ; cuivre : m = 9,0 × 100 = 900 g.
3. L’aluminium : à volume égal, sa masse est plus petite.
1. 36 + 24 + 12 + 8 = 80 déchets.
2. 24 ÷ 80 = 0,30 = 30 %.
3. Aluminium : 8 − 5 = 3 déchets. Les 5 autres, attirés par l’aimant, sont en acier (ou en fer).
1. On cherche les conditions nécessaires à la formation de la rouille.
2. Il faut de l’eau et de l’air : dans le tube 2 il n’y a pas d’air dissous (huile), dans le tube 3 pas d’eau, et le fer ne rouille pas.
3. Peindre l’objet, le recouvrir d’une couche d’huile ou de zinc, le garder au sec.
1. Cahier des charges : léger, absorbe les chocs, ne se brise pas en éclats.
2. Le polystyrène expansé : très léger et il s’écrase pour amortir le choc. L’acier est trop lourd et ne s’écrase pas ; le verre se brise en morceaux.
1. Elle est broyée, fondue puis moulée pour fabriquer une nouvelle bouteille.
2. On économise des matières premières (sable) et on réduit les déchets ; on peut aussi dire qu’il y a moins de déchets enfouis.
3. La porcelaine est une céramique qui ne fond pas à la même température que le verre : elle gâcherait le verre recyclé.
1. ρ = 79 ÷ 10 = 7,9 g/cm3.
2. C’est du fer (ou de l’acier) : il conduit le courant (donc ce n’est pas du bois), est attiré par l’aimant (donc ni aluminium ni cuivre) et sa masse volumique vaut 7,9 g/cm3.
1. Laine : 60 − 51 = 9 °C ; polystyrène : 60 − 53 = 7 °C ; papier : 60 − 45 = 15 °C ; aluminium : 60 − 38 = 22 °C.
2. Meilleur isolant : le polystyrène (refroidissement de 7 °C seulement). Le moins bon : l’aluminium.
3. L’aluminium est un métal, donc un bon conducteur thermique : il laisse la chaleur s’échapper facilement.
1. Verre : 400 + 500 = 900 g ; plastique : 40 + 500 = 540 g ; inox : 250 + 500 = 750 g ; aluminium : 120 + 500 = 620 g.
2. Le verre est cassant (et lourd) : on l’élimine ; l’inox est le plus lourd après le verre.
3. On recommande le plastique (le plus léger, incassable) ou l’aluminium si l’on veut un matériau recyclable, un peu plus lourd et qui peut se bosseler.
1. Protocole : on teste chaque objet dans le circuit pile-lampe : trois conduisent (aluminium, acier, cuivre), deux isolent (plastique, bois). Parmi les conducteurs, l’aimant attire l’acier. Pour distinguer l’aluminium du cuivre, on compare leurs masses (mêmes formes) : le cuivre est plus lourd, ρ = 9,0 contre 2,7 g/cm3. Parmi les isolants, on les met dans l’eau : le bois flotte, le plastique le plus courant (par exemple le PVC) coule.
2. Tableau attendu :
| Objet | Conduit ? | Attiré ? | Flotte ? |
|---|---|---|---|
| Aluminium | oui | non | non |
| Acier | oui | oui | non |
| Cuivre | oui | non | non |
| Plastique (PVC) | non | non | non |
| Bois | non | non | oui |
Comment progresser après ce corrigé
Pour chaque matériau, apprends trois réflexes : conduit-il le courant, est-il attiré par un aimant, conduit-il bien la chaleur. Quand tu choisis un matériau, écris toujours le cahier des charges avant de répondre et justifie par une propriété. Refais les exercices 7, 8 et 19 en relisant les graphiques et les tableaux ligne par ligne.
