Chapitre 1A : L'eau – visible et invisible

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La planification du cours pour le professeur

Objet

Transmettre des informations sur les propriétés de l'eau et sur l'importance de l'eau pour la vie et souligner que l'eau existe depuis environ 4 milliards d'années.

Matières touchées

Histoire, sciences, arts du langage, mathématiques

Note: Il est important que les élèves connaissent les différentes propriétés de l'eau, de sorte qu'ils aient une meilleure idée des formes que prend l'eau suivant les étapes du cycle hydrologique.

Procédure

1. Suscitez une discussion en classe qui portera sur les sujets ou les idées qui suivent :
   • Présentez le concept de l'eau comme substance magique en discutant de quelques-unes de ses différentes propriétés. Par exemple, demandez aux élèves en quoi l'eau est différente l'hiver et l'été (glace, neige, neige fondue, par opposition aux pluies chaudes et à l'eau propre à la baignade); encouragez-les à parler des endroits où ils voient des exemples de vapeur d'eau, comme la vapeur qui s'élève des bouilloires ou la condensation qui se forme sur la paroi extérieure des verres contenant des boissons froides.
     
     
2. Si les élèves sont assez avancés, vous pourriez présenter des concepts plus complexes comme, par exemple :
   • Au niveau de la mer, l'eau pure bout à 100°C et gèle à 0°C. Soulignez le fait que lorsqu'une substance comme le sel est dissoute dans l'eau, le point de congélation s'abaisse; voilà pourquoi on répand du sel dans les rues pendant l'hiver pour empêcher la formation de glace.
   • L'eau est un bon agent de refroidissement et de chauffage. Si les élèves vivent à proximité de l'eau, ils peuvent sentir à quel point celle-ci absorbe la chaleur le jour et rafraîchit l'air ambiant. Vous pourriez demander aux élèves plus avancés de faire une recherche sur les vents qui soufflent sur la terre et sur la mer.
     
     
3. Démontrez aux élèves (ou faites-le faire comme activité aux élèves plus avancés) que l'eau est réellement constituée de molécules en mouvement. Introduisez l'expression « action capillaire » et montrez, à l'aide de céleri et d'eau colorée, comment l'eau monte dans les tiges des plantes. Signalez que, de la même façon, le sang, constitué surtout d'eau, se déplace à travers les plus petits vaisseaux sanguins, appelés « capillaires ».
   
   
4. Demandez aux élèves combien de temps une personne peut vivre sans eau. (Environ trois jours.)

Vocabulaire atmosphère atome dissoudre éléments nutritifs hydrogène molécules oxygène renouvelable solvant vapeur vital

Références

• Collection Eau douce A-1 : L'eau  – cette magicienne de la nature
• Notions élémentaires sur l'eau douce : « L'eau – Toujours en mouvement »

Renseignements à l'intention des élèves

Représentez-vous la scène suivante. Voici venu le vendredi soir. Vous allez sortir pour la soirée. Vous vous précipitez chez vous après une pratique de ballon panier, vous attrapez le shampoing, vous sautez dans la douche, vous tournez la poignée du robinet et il ne se produit rien! Une petite goutte d'eau solitaire s'entête à rester accrochée à la pomme de douche. Et c'est tout.

Allô? Votre père a réussi à mettre de côté un petit seau d'eau et vous pouvez avoir votre part? La belle affaire! Un litre. Comment allez-vous débarrasser vos cheveux de ce gras, votre corps de cette sueur et vos dents de ce film? Ça n'est pas du joli, n'est-ce pas?

Ne prenons pas l'eau pour acquis

Le titre de ce document nous demande de ne pas prendre l'eau pour acquis. Est-ce votre cas? Ne pensez-vous jamais à l'importance de l'eau? À toutes les différentes formes qu'elle peut prendre? À toutes les différentes façons dont nous l'utilisons?

Nous savons tous que l'eau, c'est la chose que nous laissons couler dans l'égout de la salle de bain pendant que nous traînons à nous brosser les dents. Mais elle se présente aussi sous la forme de glace, de neige, de vapeur et de neige fondue.

La vérité, c'est que la plupart d'entre nous ne pensons pas à l'eau plus qu'il ne faut. Nous nous contentons de l'utiliser et, dans certains cas, nous la gaspillons.

Prenez une minute pour penser à toutes les façons dont vous vous êtes servis de l'eau pendant les 24 heures passées. Après avoir dressé une liste mentale, demandez-vous s'il existe une autre substance à laquelle vous pouvez penser, que vous utilisez de la même façon que l'eau. Quoi d'autre peut servir à se désaltérer, nager, patiner, faire des balles de neige, se laver, entre autres choses?

L'eau est un agent de dissolution

Une des propriétés les plus intéressantes de l'eau, c'est qu'elle peut dissoudre un si grand nombre d'autres substances. Vous dissolvez probablement des substances dans l'eau chaque jour sans même y penser. Par exemple, lorsque vous mettez du sucre dans une boisson, ou salez votre soupe, vous utilisez l'eau comme solvant; et, à l'école, vous utilisez de l'eau pour mélanger des peintures en poudre et préparer différentes couleurs pour les classes de dessin.

Parce que l'eau est un si bon solvant, elle peut dissoudre les éléments nutritifs et les transférer sous la forme de nourriture vitale pour les plantes et les animaux.

Mais les substances dissoutes dans l'eau ne sont pas toujours bonnes. Une goutte de pluie tombant à travers les couches d'air dissout les gaz atmosphériques et, lorsque ceux-ci tombent sur la terre, ils peuvent affecter les terres, les lacs et les rivières. Dans un autre chapitre nous étudierons de plus près comment les acides en dissolution dans la pluie sont transportés à travers l'atmosphère et relâchés sur nos terres, nos lacs et nos rivières.

Données sur l'eau 70 % de notre corps est composé d'eau. l'eau pure est insipide, incolore et inodore. l'eau possède un nom chimique, H2O, qui signifie qu'elle est composée de molécules contenant deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. le sang est composé d'eau à 83 % l'eau se change en glace à 0°C et en vapeur à 100°C. tous les êtres vivants, du plus petit insecte à l'arbre le plus haut, ont besoin d'eau pour survivre. plus de la moitié des espèces animales et végétales du monde vivent dans l'eau. l'eau est un bon solvant – elle peut dissoudre un grand nombre de substances. la plus grande partie de notre alimentation est faite d'eau, par exemple : les tomates (95 %) les épinards (91 %) le lait (90 %) les pommes (85 %) les chiens chauds (56 %) le boeuf (61 %) les pommes de terre (88 %) on trouve au Canada environ 7 % des réserves mondiales d'eau douce renouvelable. la vapeur d'eau forme un genre de « couverture planétaire » qui aide à garder la terre au chaud.

D'où nous est venue toute notre eau?

C'est une question dont la réponse est difficile, bien que les scientifiques disent que l'eau existe depuis que la planète Terre s'est formée, il y a plus de 4 milliards d'années.

La théorie du big bang sur la formation de notre planète dit que l'eau fut créée lorsque des gaz chauds provenant de l'intérieur de la terre firent irruption à travers les volcans et les geysers, pour se refroidir au fur et à mesure du refroidissement de la terre. Les gaz se sont alors condensés pour former un liquide que nous appelons eau. La quantité d'eau formée à ce moment-là était la même quantité que celle que nous avons aujourd'hui.

Saviez-vous? Aujourd'hui, 71 % de la surface de la terre est couverte par des océans salés dont la profondeur moyenne est 3,7 km. Les cinq océans sont reliés les uns aux autres. Pouvez-vous les nommer?

Activitiés pédagogiques

Activité n^o 1– Mathématiques

Consultez de nouveau les feuillets de renseignements à l'intention des élèves. En vous basant sur les renseignements donnés dans les parties « Données sur l'eau », calculez les réponses aux questions suivantes :

1. Vous êtes en train de faire une sauce aux tomates fraîches et vous avez cueilli 3 kilogrammes de tomates dans le jardin. Combien d'eau y a-t-il dans ces tomates?
   
   
2. i) Pesez-vous. Combien pesez-vous? Combien d'eau compose votre corps? Si toute l'eau était retirée de votre corps, quel serait votre poids?
   
   ii) Combinez votre poids avec celui de deux de vos amis. Quelle est la proportion de vous trois qui est faite d'eau? (Quelle partie d'une baignoire ordinaire cette eau remplirait-elle?)
   
   
3. Si vous voulez avoir du dessert, vous devrez manger 600 grammes d'épinards. Combien y a-t-il d'eau dans ceux-ci? Vous sentez-vous mieux face à l'idée de manger des épinards?
   
   
4. Combien d'eau obtenez-vous dans un bifteck pesant 500 grammes?
   
   
5. Posez à un ami deux questions à partir des « Données sur l'eau ».

Activité n^o 2 – Histoire, arts du langage

Servez-vous d'une ligne représentant le temps pour montrer depuis combien de temps les molécules d'eau existent et quels sont les événements importants dont elles ont pu être témoins. (Pour économiser le papier et les arbres, limitez ces événements importants aux 2000 dernières années.)

Ou

Utilisez une molécule d'eau pour raconter une histoire ou relater un fait historique concernant votre période préférée de l'histoire. Si vous pouviez remonter le cours du temps, à quelle époque retourneriez-vous?

• au temps des chevaliers
• à l'époque où les dinosaures parcouraient la terre
• au moment où les explorateurs arrivèrent au Canada
• à l'époque de l'enfance de vos grands-parents

Choisissez l'époque qui vous intéresse personnellement.

Rappelez-vous que, comme molécule d'eau, vous pouvez aller partout, dans l'air, dans l'eau, sous terre, dans n'importe quelle ville ou pays du monde, et vous pouvez donner une vue à vol d'oiseau de ce qui s'est réellement produit. Assurez-vous donc de souligner de quelle façon vous (comme jeune molécule d'eau) étiez utilisée à cette époque-là.

Activité n^o 3 – Sciences

L'eau est le meilleur solvant du monde. Démontrez à votre classe comment l'eau dissout des substances que d'autres liquides laisseront intactes.

• Prenez un petit pot de verre et remplissez-le à moitié d'huile à cuisson et à moitié d'eau. Ajoutez une goutte de colorant alimentaire. Décrivez ce qui se produit.
  
  
• L'eau dissout un grand nombre de substances. Ce fait peut être bon ou mauvais pour nous. Expliquez.

Activité n^o 4 – Mathématiques et sciences

Découvrez par vous-même combien il y a d'eau dans une pomme (ou n'importe quel fruit ou légume).

Si votre enseignant/e ou votre bibliothécaire peut vous aider en vous disant comment procéder, servez-vous de cet exercice pour fabriquer une tête de poupée avec une pomme.

• Pelez une pomme. Pesez-la. Pour cela vous aurez besoin d'une balance et de poids. Notez le poids de la pomme.
  
  
• Mettez la pomme dans un endroit sec pendant douze ou quatorze jours et attendez. Jetez-y un coup d'oeil à l'occasion et vous la verrez commencer à se ratatiner.
  
  
• À la fin de cette période, pesez de nouveau la pomme. Quelle est la différence en poids? Quel pourcentage de son poids est disparu? Où est-il passé?
  
  
• Votre expérience avec la pomme confirme-t-elle l'information disant que la majeure partie de nos aliments est constituée d'eau?
  
  
• Essayez la même expérience avec un autre fruit ou légume comme, par exemple, une courgette. Comparez le pourcentage de poids perdu à celui perdu par la pomme.
  
  
• Quelle est la conclusion principale que vous tirez de cette expérience? Écrivez ce que vous en concluez.

Faites l'inverse de cette expérience :

• Prenez quelques fruits ou légumes qui ont déjà été séchés, par exemple, des abricots, des prunes, des pommes ou des raisins.
  
  
• Pesez-les et notez leurs poids. Faites-les tremper dans l'eau.
  
  
• Notez les changements qui se produisent. Que se passe-t-il? Combien de temps cela prend-il? Quelle est la différence en poids?
  
  
• Recherche : Pourquoi fait-on sécher certains fruits? Qui les utilise de cette façon? Quels autres aliments sont séchés?

Activité n^o 5 – Sciences

Trouvez combien d'eau il y a dans un agrume comme une orange, un citron ou une limette et faites-en aussi un « pot-pourri ».

Note: Un pot-pourri est une balle de substances odoriférants mélangées qu'on utilise parfois dans une garde-robe ou une armoire.

• Pesez l'agrume.
  
  
• Prenez un ruban et attachez-le autour du fruit. (Vous pouvez vous en servir pour suspendre le pot-pourri plus tard.)
  
  
• Enfoncez des clous de girofle dans l'écorce du fruit en les espaçant de la largeur d'une tête de clou.
  
  
• Lorsque le fruit est couvert de clous, enveloppez-le dans un papier de soie et mettez-le de côté pendant cinq ou six semaines.
  
  
• À la fin de cette période, sortez le fruit et pesez-le. Prenez note du poids du fruit et comparez-le au poids d'origine. Combien de poids a été perdu? Quel pourcentage du poids d'origine représente-t-il?
  
  
• Maintenant que votre expérience est terminée, vous avez un présent pour votre mère ou votre père, qu'ils pourront suspendre dans un garde-robe ou une armoire.

Activité n^o 6 – Recherche et sciences

Cherchez chez vous ou à l'école. Ces endroits ont-ils un humidificateur ou un déshumidificateur? Sinon, faites une recherche dans votre bibliothèque pour vous renseigner sur ces appareils. Répondez aux questions suivantes :

• À quoi chacun de ces appareils sert-il?
  
  
• Y a-t-il des moments de l'année où il y a plus d'eau? Moins? Pourquoi pensez-vous que c'est le cas?
  
  
• Expliquez en détail le fonctionnement de chacun d'eux. Dessinez une illustration pour présenter clairement votre information.
  
  
• Essayez d'expérimenter directement pour découvrir combien d'eau passe à travers chacun de ces appareils chaque jour ou chaque semaine.

Activité n^o 7 – Sciences

Voici l'occasion de montrer que différentes températures permettent à l'eau d'exister sous une forme solide (glace), liquide, et de gaz (ou vapeur).

Demandez de l'aide à votre professeur (ou, si vous travaillez chez vous, à vos parents).

Vous aurez besoin des éléments suivants :

• une bouilloire électrique
• de l'eau
• une tôle à biscuits (avec des rebords)
• des cubes de glace
• des gants de cuisinier

Voici comment procéder :

• faites bouillir l'eau dans une bouilloire électrique
• mettez les gants, tenez la tôle à biscuits pleine de cubes de glace au-dessus de la vapeur qui se dégage du bec

Qu'avez-vous vu? Répondez aux questions suivantes :

• Qu'est-il arrivé à l'eau qui bouillait? (Cela s'appelle l'évaporation. Comment décririez-vous l'évaporation?)
  
  
• Qu'est-il arrivé à la glace?
  
  
• Qu'est-il arrivé sur la partie extérieure de la tôle qui contenait la glace? (Cela s'appelle la condensation. Comment décririez-vous la condensation?)
  
  
• Le même processus se serait-il produit si l'eau n'avait pas été chauffée?
  
  
• Que se produirait-il si vous placiez la tôle d'eau dans le congélateur?

Rédigez une conclusion expliquant comment les différentes températures affectent les différentes formes de l'eau.

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