Changements d’état : corrigé des exercices de sciences physiques 5e – PDF gratuit à télécharger et imprimer

a. Fusion. b. Vaporisation (évaporation). c. Liquéfaction. d. Condensation solide. e. Solidification. f. Sublimation.

a. Faux : la température reste à 100 °C pendant l’ébullition ; l’eau bout seulement plus vite. b. Vrai : la masse se conserve. c. Faux : la liquéfaction est le passage de gaz à liquide. d. Faux : la vapeur d’eau est invisible ; le nuage blanc est fait de gouttelettes liquides.

1. 80 °C.
2. Le palier va de 5 à 15 min : durée de 15 − 5 = 10 min.
3. La solidification du naphtalène (liquide → solide).
4. À t = 2 min : liquide ; à t = 10 min : mélange de liquide et de solide (changement en cours) ; à t = 20 min : solide.
5. Un corps pur fond et se solidifie à la même température : la température de fusion du naphtalène est 80 °C.

1. 350 g d’eau (la masse se conserve).
2. m = ρ × V = 1,0 × 2,0 = 2,0 kg d’eau liquide, donc 2,0 kg de vapeur.
3. V = m ÷ ρ = 1,8 ÷ 1,0 = 1,8 L.

1. m = ρ × V = 1,0 × 500 = 500 g.
2. La masse se conserve : 500 g de glace.
3. V = m ÷ ρ = 500 ÷ 0,92 ≈ 543 mL.
4. La glace occupe 43 mL de plus que le volume de la bouteille (environ 9 % de plus) : la bouteille risque de se déformer ou d’éclater.

1. Les particules du glaçon, rangées et vibrant sur place, s’agitent davantage, quittent leurs positions régulières et se mettent à glisser les unes sur les autres.
2. Aucune particule n’apparaît ni ne disparaît : leur nombre est le même, donc la masse est la même.
3. Dans un gaz, les particules sont très éloignées l’une de l’autre, alors que dans un liquide elles se touchent : le même nombre de particules occupe un volume bien plus grand.

a. Ébullition. b. Évaporation. c. Évaporation. d. Ébullition.
Différences : l’ébullition est rapide, a lieu dans tout le liquide (bulles) à une température précise (100 °C pour l’eau) ; l’évaporation est lente, n’a lieu qu’en surface et à toute température.

1. L’eau vient de la vapeur d’eau de l’air de la classe, rejetée en particulier par la respiration.
2. Au contact de la vitre froide, la vapeur se liquéfie en fines gouttelettes.
3. La vitre est plus froide que les murs : la vapeur s’y refroidit assez pour se liquéfier.

1. La courbe monte de 30 à 54 °C, reste horizontale à 54 °C entre 3 et 7 min, puis remonte jusqu’à 76 °C.
2. 54 °C.
3. Le palier commence à 3 min et finit à 7 min : 4 min.
4. À 2 min : solide ; à 5 min : solide et liquide mélangés ; à 9 min : liquide.
5. Oui : la température reste constante pendant la fusion, ce qui est la signature d’un corps pur.

1. En altitude, la pression de l’air est plus faible : l’eau bout à une température plus basse.
2. Non : pendant l’ébullition, la température reste constante (85 °C) ; chauffer plus fort fait seulement bouillir l’eau plus vite.
3. L’eau à 85 °C est moins chaude que l’eau à 100 °C : la cuisson est plus lente.
4. Utiliser une cocotte-minute : la pression augmente, la température d’ébullition monte au-dessus de 100 °C et la cuisson s’accélère.

1. La courbe A : elle présente un palier, caractéristique d’un corps pur.
2. L’eau pure bout à partir de 8 min, à 100 °C, et la température reste constante ensuite.
3. La courbe B donne environ 104 °C à 20 min.
4. Sa température continue de monter pendant l’ébullition : c’est un mélange, pas un corps pur.

1. À 20 °C, les trois sont liquides (entre leur fusion et leur ébullition).
2. À −50 °C : éthanol liquide, mercure solide (−50 < −39), eau solide. À 200 °C : éthanol gaz, mercure liquide, eau gaz.
3. L’éthanol : il reste liquide jusqu’à −114 °C, alors que le mercure serait solide à −50 °C.

1. La masse se conserve : 1,0 kg.
2. 1,7 m³ = 1 700 L ; le volume est multiplié par 1 700 ÷ 1,0 = 1 700.
3. ρ = m ÷ V = 1,0 ÷ 1,7 ≈ 0,59 kg/m³.
4. Dans le liquide, les particules se touchent ; dans le gaz, elles sont très éloignées. Le même nombre de particules occupe un volume bien plus grand.

1. Vaporisation (évaporation).
2. Liquéfaction.
3. Condensation solide.
4. Fusion.
5. Non : l’eau change d’état et de lieu, mais sa masse totale se conserve.

1. À −2 °C, l’eau de pluie gèlerait : il se formerait du verglas.
2. L’eau salée a une température de solidification inférieure à 0 °C : à −2 °C, elle reste liquide.
3. Non : à −25 °C, même l’eau très salée gèle (elle reste liquide jusqu’à −20 °C environ au mieux).

1. 6 × 18 = 108 g.
2. La masse se conserve : 108 g.
3. V = 108 ÷ 1,0 = 108 cm³, soit 108 mL.
4. V_glace = 108 ÷ 0,92 ≈ 117 cm³ : la glace occupe environ 9 cm³ de plus que l’eau obtenue.

1. Masse initiale 150 g ; masse à 8 h : 118 g ; perte : 150 − 118 = 32 g.
2. v = 32 ÷ 8 = 4 g/h.
3. L’eau s’est évaporée : elle est passée dans l’air sous forme de vapeur d’eau, invisible. La masse n’a pas disparu : elle est dans l’air.
4. Eau initiale : 150 − 100 = 50 g ; durée = 50 ÷ 4 = 12,5 h.

1. Une vaporisation (liquide → gaz).
2. À l’état liquide, les particules sont serrées : une grande quantité de butane tient dans un petit volume. À l’état gazeux, il en faudrait un récipient énorme.
3. La vaporisation demande de l’énergie : elle est prélevée sur l’embout, qui se refroidit.

1. C’est un mélange de glace, d’eau et de sel : plusieurs constituants.
2. En présence de sel, la température de fusion est abaissée : la glace peut fondre en dessous de 0 °C.
3. Un mélange n’a pas de palier net : sa température évolue pendant le changement d’état.

Protocole : placer le glaçon dans le sachet, fermer le sachet, poser le tout sur l’assiette elle-même posée sur la balance, noter la masse m₁ (par exemple 24,3 g pour le glaçon, sachet compris). Laisser le glaçon fondre complètement, sans ouvrir. Noter la masse m₂. Résultat attendu : m₂ = m₁, à 0,1 g près, malgré le changement d’état. Avec un sachet ouvert, une partie de l’eau s’évapore et la masse mesurée diminue : la masse n’est pas perdue, elle est dans l’air sous forme de vapeur.