Boite aux questions de sciences expérimentales

Questions sur l’air

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QUESTIONS – REPONSES  Séance sur l’air du 19 avril 2013

L’air est-il le même partout ?

L’air est un mélange de gaz et de poussières. Sa composition ne varie pas beaucoup autour de la terre. Attention cependant car :

  • avec l’altitude la quantité de gaz diminue : il est impossible de rester sur les montagnes les plus hautes de la Terre sans masque à oxygène.
  • localement, des émissions de gaz ou de poussières peuvent modifier la composition de l’air (pollution des villes par les gaz d’échappement, présence d’un volcan en éruption, pollen des fleurs…). Cela se mélange ensuite dans l’atmosphère ne créant que peu de changement à l’échelle de la Terre.

L’air disparaît-il avec le vent ?

NON, il peut y avoir des mouvements de gaz sans que celui-ci ne disparaisse : un gaz occupe toujours tout le volume disponible. Les mouvements d’air sont causés par des zones de différentes températures. Comme quand on chauffe de l’eau dans une bassine, des mouvements d’eau apparaissent mais la bassine contient toujours de l’eau.

Il y a des mouvements d’air mais l’air ne disparaît pas.

Quelle est la différence entre le vent et l’air ?

L’air est un mélange de gaz. Le vent est un mélange de gaz qui possède une vitesse de déplacement.

Quelle est l’origine de l’air ? L’air compose l’atmosphère de la Terre. Juste après la formation de la Terre, sa composition était liée à la cristallisation des laves des volcans et la formation des roches. Il y a 3 milliards d’années, avec l’apparition des végétaux, l’atmosphère s’est enrichie en oxygène et sa composition s’est peu à peu stabilisée à des valeurs proches de celles que nous connaissons aujourd’hui.

Existe-t-il différents types d’air ?

La composition de l’air peut varier localement (voir réponse précédente), parfois de petites variations nous donnent l’impression que l’air est différent (odeur, ou poussières par exemple).

Questions sur les séismes

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QUESTIONS – REPONSES Séance sur les séismes du 27 janvier 2013

Lorsque les élèves travaillent en groupe, comment faire pour les élèves qui ne participent pas au sein d’un groupe ?

Le rôle de l’enseignant permet de répondre à cette difficulté, par son écoute et son observation, il repère les élèves à faible participation et se déplace afin de les orienter dans leur réflexion.  Il peut reformuler les consignes, la question posée, les guider dans leur observation comme par exemple en posant les questions suivantes :

« Que dois-tu observer ? Il faut dessiner l’expérience que vous venez de faire ? Es-tu d’accord avec tes camarades ? Est-ce qu’il y a un mot que tu ne comprends pas ?… »

Cette question fait référence au module inclusion, ne pas oublier d’aller le consulter.

Quel est le moyen le plus important pour pratiquer la démarche d’investigation en sciences sociales ?

Toutes les disciplines et toutes les situations ne se prêtent pas toujours à la démarche d’investigation. Mais il est possible de mettre les élèves en situation de recherche en leur présentant une situation problème à résoudre : à partir d’une question, de documents à étudier, d’une visite d’un lieu public. Suite au problème posé, les élèves se mettent à chercher des explications, rédigent des hypothèses et vont ensuite les vérifier (recherche documentaire, ou explication par un intervenant qualifié dans le domaine concerné…)

Est-ce qu’un enseignant timide peut faire la démarche d’investigation ?

Bien sûr, comme il peut enseigner les autres disciplines aussi. La timidité n’est pas en lien direct avec la démarche d’investigation, c’est une question de confiance. L’élément essentiel pour atténuer cette timidité c’est de maîtriser ce que l’on va enseigner aux élèves. Il faut préparer ses séances à l’avance et lire les guides du maître avec toute l’attention nécessaire, refaire soi-même les expériences avant de les proposer aux élèves.

Quelle est la différence entre foyer et épicentre ?

Epicentre : c’est le lieu en surface du globe terrestre, où l’intensité du séisme est la
plus importante. L’épicentre est situé à la verticale du foyer.

Foyer : Le foyer du séisme est le lieu où se produit la fracture de la roche (souvent profond) prolongé par la faille.
A partir du foyer, la déformation se propage sous forme d’ondes sismiques.

Qu’est-ce qu’une faille ? La faille est-elle visible ?

La partie la plus superficielle de la Terre nommée écorce est formée par un puzzle de plusieurs pièces. Ces pièces sont connues sous le nom de plaques tectoniques et sont en mouvement continu. Les plaques ne bougent pas toutes dans la même direction, ni à la même vitesse. Cela provoque des collisions, des écartements et des approximations des différents bords de ces plaques.

Tous ces mouvement des plaques provoquent un ensemble de tensions dans l’écorce qui sont à l’origine de tremblements de terre, de volcans et de la formation de montagnes. Les failles sont également l’un des résultats de ces tensions créées dans l’écorce.

Les failles sont des fractures de l’écorce terrestre le long desquelles il y a eu un déplacement appréciable.  Les failles peuvent avoir des dimensions très diverses, elles peuvent être petites comme celles qui se trouvent dans les talus des routes, ou très grandes comme la Faille de Saint André en Californie, ayant un déplacement de centaines de kilomètres et formée en réalité par de nombreuses failles interconnectées entre elles. Les mouvements soudains le long des failles occasionnent la plupart des grands tremblements de terre qui ont lieu sur la Terre. Actuellement il y a beaucoup de failles qui sont inactives et indiquent d’anciens mouvements de l’écorce terrestre qui ne se sont pas reproduits. Les failles sont visibles.

Existe-t-il plusieurs épicentres pour un séisme ?

Il existe un épicentre pour chaque séisme.

Un séisme peut-il provoquer plusieurs failles ?

Il faut bien comprendre qu’un séisme est le résultat de la cassure de l’écorce terrestre. Donc une faille engendre un séisme. Mais il est possible, qu’une faille provoque plusieurs séismes séparés dans le temps. Autrement dit, après avoir cassé, une faille se ressoude et réaccumule des contraintes, on dit qu’elle se recharge, jusqu’à céder à nouveau. Conclusion : une faille qui a produit un séisme en produira d’autres.

Questions sur l’eau

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QUESTIONS – REPONSES  Séance sur l’eau du 11 janvier 2013

Peut-on dire que le sucre fond lorsqu’on le mélange dans l’eau ? 

On ne fait pas fondre du sucre dans l’eau. Faire fondre quelque chose, ça consiste à le faire passer de l’état solide à l’état liquide, sans rien y ajouter. Pour faire fondre du sucre, il faut atteindre une température minimale de 165°C.

Quand on fait fondre un solide, on le fait passer à l’état liquide en le chauffant.

Peut-on dire que le sucre disparaît dans l’eau ?

Le sucre ne disparaît pas dans l’eau, il est toujours présent dans l’eau, seulement il n’est plus visible. Pour s’en persuader, il suffit après le mélange, de goûter l’eau et de ressentir le goût sucré de l’eau.

La terre peut-elle se dissoudre dans l’eau ?

Lorsque l’on mélange de la terre à l’eau, dans un premier temps l’eau prend la couleur de la terre (marron), la terre semble dissoute dans l’eau. Mais si l’on attend plus longtemps (au moins heure), l’eau s’éclaircit et la terre se dépose au fond du récipient. On dit alors que la terre n’est pas soluble dans l’eau, elle ne se dissout pas dans l’eau.

On mélange de l’eau et du sel. Après évaporation de l’eau, est-ce que l’on va retrouver tout le sel ?

Oui, si l’on chauffe l’eau jusqu’à son évaporation totale (à 100°C, l’eau entre en ébullition, la température reste constante pendant le changement d’état de l’eau, de l’état liquide à l’état gazeux).Lorsque toute l’eau s’est évaporée, il ne reste dans le récipient que le sel. La matière (ici, le sel) ne disparaît pas, elle se conserve.

Y a-t-il une différence entre une surface plane et une surface horizontale ?

Oui, un objet peut avoir sur une de ces parties, une surface plane (plate) mais tout dépend de l’orientation que l’on donne à cet objet. En effet, une surface plane est horizontale, si elle est parallèle au sol terrestre. La surface de l’eau liquide est horizontale et ce, quel que soit l’inclinaison du récipient qui la contient.

L’eau intervient-elle dans la fabrication du ciment ?

Oui, l’eau intervient dans la fabrication du béton. On parle de béton, car le béton est le produit du mélange eau-ciment-sable-graviers. Le ciment est formé de calcaire et d’argile (en poudre).

Le pourcentage d’eau dans le corps humain est-il identique chez les animaux et les plantes ?

L’eau est le principal constituant du corps humain. La quantité moyenne d’eau contenue dans un organisme adulte est de 65 %, ce qui correspond à environ 45 litres d’eau pour une personne de 70 kilogrammes.

Les plantes sont essentiellement constituées d’eau, leur teneur en eau variant de 80 à 95 % de leur poids total. Par exemple: Une pomme de terre 79%, une salade verte 97%, une tomate 93%

Chez les animaux, le pourcentage est variable, par exemple : Un poisson 90%, une méduse 98%

QUESTIONS – REPONSES  Séance sur l’eau du 18 janvier 2013

Existe-il une différence entre la terre et le sable ?

Le sable et la terre sont différents surtout à cause de la taille des éléments qui les constitue. Un sable contient des grains dont la taille se situe vers 1mm de diamètre (on les aperçoit à l’œil nu), ces grains sont comme de petits cailloux.

Dans le cas de la « terre », les éléments sont beaucoup plus fins (1/10è de mm) et souvent de nature argileuse, on ne les voit pas à l’œil nu. Mais attention car le terme « terre » n’a pas de sens en sciences : c’est souvent un mélange de particules de différentes tailles.

Pourquoi le mélange eau/terre est « sale » au début, puis de l’eau claire apparaît ensuite ?

Dans l’eau, plus un solide est lourd et plus il coule rapidement.

La terre est composée de grains très petits et donc très légers. Ils mettent donc du temps à tomber au fond du récipient lorsqu’on les mélange dans l’eau. Si on met des cailloux dans de l’eau, ils coulent très rapidement car ils sont plus lourds.

En mélangeant de la terre avec de l’eau, les particules les plus grosses vont couler rapidement (particules sableuses et les cailloux), les particules les plus fines peuvent mettre plusieurs heures à couler jusqu’au fond du récipient.

Peut-on extraire le sucre d’une eau sucrée (sucre dissout dans de l’eau) ?

Tous les éléments dissouts peuvent être récupérés par évaporation de l’eau. Lorsque l’eau s’évapore, les éléments dissouts (sucre par exemple) forment des sels solides sous forme de cristaux. C’est comme cela que l’on fabrique le sucre cristallisé à partir d’un jus sucré.

Attention tout de même car ces cristaux seront faits à partir de tout ce qui sera sous forme dissoute. Les cristaux formés peuvent être des mélanges des solides dissous.

Comment voit-on les gaz dissous ?

Les animaux qui vivent dans l’eau utilisent l’oxygène de l’eau pour respirer (les poissons par exemple), ils ne pourraient pas vivre si les gaz dissous n’existaient pas. On peut également voir les gaz dissous :

–         lors de fortes variations de pression (on débouche une bouteille de coca cola : la pression diminue fortement -> les gaz dissous forment des bulles visibles),

–         lors du passage en glace : de petites bulles se forment souvent vers le centre du cube de glace, ces bulles contiennent les gaz qui étaient dissous dans l’eau liquide.

Quelle est la couleur de l’eau ?

L’eau pure est de couleur bleue mais cette couleur n’apparaît progressivement que lorsque la profondeur de l’eau est importante (plusieurs mètres). Cette couleur bleue n’est pas liée à la couleur du ciel car l’eau apparaît bleue dans des lacs souterrains par exemple. Lorsque la profondeur d’eau est plus faible, elle apparaît transparente. Attention car l’eau peut contenir des impuretés qui la colorent : eau boueuse (brune), eau verdâtre (algues)…

Quelle différence entre dissout et disparu ?

Un élément dissout n’existe plus sous forme solide mais existe toujours dans le liquide : le sucre solide se dissout dans l’eau et donne un gout sucré à l’eau. Si on pèse très précisément les composants d’un mélange, on peut vérifier que le poids du mélange est la somme du poids de chacun de ses composants :

100g d’eau + 20g de sucre = 120g d’eau sucrée

En sciences, les éléments ne disparaissent jamais : ils ne font que se transformer.

Les élèves étaient turbulents lors de la séance

Élèves « turbulents »… ou actifs ?

Cela suppose d’avoir préciser COMMENT fonctionne le travail de groupe et DE QUOI les enfants doivent parler. Cela est important car cette enseignante a-t-elle cherché à savoir ce que faisaient ses élèves ? Enseigner n’est pas communiquer des contenus mais s’adapter en permanence en fonction de ce que l’élève a appris. Il faut en permanence écouter/lire ce que PRODUIT l’élève.

C’est un point majeur différenciant l’enseignement fait dans les classes haïtiennes et celui souhaité par le programme TEH.