Composition de l’air et description de la matière – 4ème – Séquence complète

Séquence complète en 4ème en Physique-chimie : Composition de l’air et description de la matière

MODULE 1 – La constitution de la matière
THEME 1 : Organisation et transformations de la matière

Chapitre 5– La composition de l’air

➔ Composition de l’air et description de la matière – 4ème – Cours

I- L’air
A/ Sa composition

Activité documentaire : De quoi est composé l’air ?

• La terre est entourée d’une couche d’air, l’atmosphère.

• L’air que nous respirons est un mélange de gaz. Sa composition en volume est :
– 78% de diazote
– 21% de dioxygène
– 1% d’autres gaz (argon, dioxyde de carbone, d’hydrogène…)

• Pour simplifier, retenons que l’air est essentiellement constitué d’environ 80 % (4/5) de molécules) de diazote et d’environ 20 % (1/5) de molécules de dioxygène.

B/ La pression

Vidéo : Quel modèle microscopique de la matière permet d’interpréter la pression ?

• La pression d’un gaz se mesure avec un manomètre. Il s’agit de la force exercée par l’air sur une surface.

• Son unité légale est le Pascal, notée Pa. On utilise aussi une unité courante : le bar.

1 bar = 100 000 Pa = 1000 hPa

• La pression atmosphérique au niveau de la mer vaut Patm = 1013 hPa = 1,013 bar.

• La pression d’un gaz s’explique, à l’échelle microscopique, par les chocs des molécules rebondissant sur les parois d’une enceinte.

II- Description de la matière
Activité documentaire : De quoi est constituée la matière ?

• La matière est constituée de particules extrêmement petites appelées atomes.

• On modélise les atomes les plus courants par des sphères de couleur et ils sont représentés par un symbole (lettre écrite en majuscule parfois suivie d’une lettre en minuscule).

➔ Exercices avec les corrections pour la 4ème : Composition de l’air et description de la matière

Exercice 01 : Masse et volume
Les dimensions de la chambre de Charlotte sont : Largeur l=3m ; longueur L=3,5m ; hauteur h=2,6m
a. Calculer le volume V d’air qu’elle contient en m3, et en L.

b. Calculer, en m3 puis en L, les volumes de dioxygène et de diazote à mélanger pour remplir d’air cette chambre.

c. Quelles masses de dioxygène et de diazote faut-il mélanger pour obtenir 1L d’air ?

Exercice 02 : Compression

Exercice 03 : Atomes et molécules

Dans les phrases ci-dessous, entoure la bonne réponse :
1) Le dioxygène est un atome / une molécule.
2) L’hydrogène est un atome / une molécule.
3) Le modèle de l’atome de carbone est : la lettre C / une sphère rouge / une sphère noire.
4) La molécule de méthane (CH4) possède 1 / 0 / 4 / 5 atomes d’hydrogène.
5) Trois atomes de carbone : C3 / C3 / C3
6) Deux molécules de méthane : C2H8 / 2 CH4 / C2H4 / 2 CH4
7) La formule d’une molécule d’eau est : H2O / H2O / H2O / HO2 / 2HO / 2HO

➔ Activité documentaire avec les corrigés pour la 4ème : De quoi est constituée la matière ?

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent les atomes et la formation des molécules.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Utiliser la langue française pour rendre compte
• Lire et comprendre des documents scientifiques
• Passer d’une forme de langage à une autre

Connaissances et compétences associées
Atomes et molécules

Prérequis : /

Nature de la ressource : Activité documentaire et construction de connaissances

1. Qu’est-ce qu’un atome ?

2. Décrire la composition de la molécule d’eau.

3. Quel est le symbole chimique des atomes d’oxygène, d’azote et de carbone ?

4. Complète le tableau ci-dessous :

5. Réponds à la question de l’activité en faisant un paragraphe.

➔ Activité documentaire avec les corrigés pour la 4ème : Quelle est la composition de l’air ?

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent les proportions des gaz présents dans l’air.

Compétences travaillées/évaluées :

D1 : Pratiquer des langages

· Lire et comprendre des documents scientifiques

· Utiliser la langue française pour rendre compte

· Passer d’une forme de langage à une autre

Connaissances et compétences associées : Composition de l’air

Prérequis : notion de molécule

Nature de la ressource : Activité documentaire et construction de connaissances

1. Donner le nom des deux principaux gaz constituant l’atmosphère ainsi que leur proportion.

2. Complète le tableau suivant et réalise le diagramme circulaire correspond :

Total Diazote Dioxygène
Pourcentage 100
Angle (degré) 360

➔ Démarche d’investigation avec les corrections pour la 4ème : Une histoire de tir

Descriptif : Dans cette activité, les élèves abordent la masse de l’air.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Utiliser la langue française pour rendre compte
D4 : Pratiquer des démarches scientifiques
• Proposer une des hypothèses pour répondre à une question scientifique
• Concevoir une expérience pour la tester
• Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou indirecte
• Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant

Connaissances et compétences associées
Masse de l’air

Prérequis : Composition de l’air/Masse/Volume

Nature de la ressource : DI et construction de connaissances

Voir les fiches