Pression de l`air

SNC2D/SNC2P Changements climatiques/Changements climatiques
Démonstration par l’enseignante ou l’enseignant – Pression de
l’air
Sujets
Durée
atmosphère
climat
pression de l’air
préparation : 5 min
démonstration : 5 min
Attentes particulières
SNC2D
A1.1 Repérer un problème de nature scientifique, poser des questions s’y rattachant et formuler
une hypothèse.
A1.8 Évaluer la fiabilité des données empiriques (p. ex., identifier les sources d’erreur et
d’incertitude dans les mesures) ou de l’information recueillie ou la solution à un problème.
A1.9 analyser et synthétiser les données empiriques ou l'information recueillie (p. ex., traiter les
données, choisir les unités SI appropriées, appliquer des techniques de conversion,
sélectionner des citations, développer les idées principales et secondaires).
A1.11 Présenter des données empiriques, des renseignements recueillis au cours d’une recherche
documentaire ou les étapes de la résolution d’un problème dans une forme appropriée (p. ex.,
diagramme, tableau, graphique).
A1.12 Communiquer ses méthodes de recherche, ses idées et ses résultats en utilisant un mode
de production attendu (p. ex., rapport de laboratoire, page Web, vidéo, exposé oral, exposé
écrit).
D1.1 Nommer les principales composantes du système climatique (p. ex., Soleil, océans,
atmosphère, eau, sol) et décrire leur rôle dans le maintien de l’équilibre climatique (p. ex., le
Soleil est une source d’énergie; l’atmosphère assure la protection de la Terre; les courants
océaniques assurent la distribution de chaleur; le sol absorbe ou réfléchit l’énergie solaire).
D2.6 Communiquer oralement et par écrit dans différents contextes en se servant des termes
justes dont : effet de serre, gaz à effet de serre, réchauffement planétaire, cycle du carbone,
cycle de l’azote, déforestation, indicateur, pergélisol. [C]
SNC2P
A1.1 Repérer un problème de nature scientifique, poser des questions s’y rattachant et formuler
une hypothèse.
A1.8 Évaluer la fiabilité des données empiriques (p. ex., identifier les sources d’erreur et
d’incertitude dans les mesures) ou de l’information recueillie ou la solution à un problème.
A1.9 analyser et synthétiser les données empiriques ou l'information recueillie (p. ex., traiter les
données, choisir les unités SI appropriées, appliquer des techniques de conversion,
sélectionner des citations, développer les idées principales et secondaires).
A1.11 Présenter des données empiriques, des renseignements recueillis au cours d’une recherche
documentaire ou les étapes de la résolution d’un problème dans une forme appropriée (p. ex.,
diagramme, tableau, graphique).
A1.12 Communiquer ses méthodes de recherche, ses idées et ses résultats en utilisant un mode
de production attendu (p. ex., rapport de laboratoire, page Web, vidéo, exposé oral, exposé
écrit).
D1.1 Décrire le rôle des principales composantes du système climatique (p. ex., le Soleil est une
source d’énergie thermique; les courants océaniques assurent une distribution de la chaleur;
le sol réfléchit ou absorbe l’énergie solaire).
D2.6 Communiquer oralement et par écrit dans différents contextes en se servant des termes
justes dont : effet de serre, gaz à effet de serre, réchauffement planétaire, indicateur, cycle du
carbone, cycle de l’azote, déforestation. [C]
Introduction
Cette démonstration illustre le phénomène de la pression atmosphérique et montre comment la
force qu’elle exerce est parfois plus grande que la force de gravité.
Matériel
lunettes de protection
verre à boire
fiche
grand plateau
Consignes de sécurité
Le port de lunettes de protection est recommandé en cas de bris accidentel du verre.
Marche à suivre
Portez l’EPP approprié : lunettes de protection.
1.
Remplissez le verre d’eau à ras bord.
2.
Placez la fiche sur le dessus du verre et tenez-la fermement en place.
3.
Prédire
Les élèves font une séance Réfléchir-partager-discuter (voir la section
« Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant ») :
 Réfléchir : Qu’est-ce qui se produira si on retourne le verre et qu’on ne tient plus la
fiche en place?
 Partager : Échange tes idées sur la question avec un ou une camarade.
 Discuter : Participe à une brève discussion en groupe sur la prédiction.
4.
Expliquer
Demandez aux élèves de justifier leurs prédictions en s’appuyant sur leurs connaissances
existantes.
5.
Observer
Soulevez le verre rempli d’eau au-dessus du plateau, en maintenant la fiche sur l’ouverture
du verre de l’autre main. Retournez soigneusement le verre à l’envers. Retirez la main de la
carte.
6.
Expliquer
Demandez aux élèves d’expliquer leurs observations.
Nettoyage
Sans objet
Qu’est-ce qui se produit?
La fiche va coller au verre et l’eau restera à l’intérieur du verre (c’est-à-dire que le verre ne se
videra pas même si on le tient à l’envers).
Comment ça fonctionne?
Lorsque le verre est rempli d’eau, il n’y a pas d’air dans le verre, donc pas de pression de l’air.
La pression de l’air en dehors du verre est donc plus grande que celle à l’intérieur du verre
(nulle). Par conséquent, lorsqu’on retourne le verre, la pression de l’air extérieur exerce une
force ascendante supérieure à la force de gravité qui tire l’eau vers le bas. L’air tient donc l’eau à
l’intérieur du verre et l’empêche de se déverser.
Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant
1.
2.
3.
Exercez-vous à faire cette démonstration avant de la présenter aux élèves! Il vous faudra
peut-être quelques essais. Assurez-vous de tenir le verre de façon à ce que la fiche soit
presque parfaitement horizontale, sinon l’eau risque de se déverser.
Réalisez cette démonstration au-dessus d’un évier ou d’un plateau, en cas de déversement.
Réfléchir-partager-discuter : Selon cette approche d’apprentissage, chaque élève réfléchit
individuellement à un concept, à une question ou à une prédiction, puis échange ses idées
avec un ou une camarade. On peut faire suivre cette étape d’une discussion générale ou en
petits groupes. On utilise cette stratégie dans la démonstration pour :
 exploiter les connaissances que les élèves ont acquises antérieurement;
 réfléchir d’abord aux idées et concepts puis échanger avec d’autres élèves;
 contrôler le temps de réflexion et de discussion des élèves;
 faire participer tous les élèves à la justification et à la validation des prédictions.
Prochaines étapes
Refaites la démonstration, mais cette fois en remplissant le verre à moitié seulement. Une partie
de l’eau se déversera, mais la fiche restera en place parce que la pression de l’air extérieur exerce
sur la fiche une force ascendante supérieure aux forces combinées de la pression de l’air interne
et de la force de gravité sur la masse d’eau qui se trouve dans le verre.
Ressources supplémentaires
1.
2.
Description et images de cette démonstration (défilez jusqu’à « Demo 4: Air Exerts
Pressure ») http://www.teachengineering.org/view_activity.php?url=collection/cub_/activities/cub_air/
cub_air_lesson01_activity2.xml (en anglais seulement)
Description détaillée qui explique pourquoi cette démonstration fonctionne http://www.edufy.org/content/show/160 (en anglais seulement)