laboratoire sur les its : l’échange des...
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Nom : _____________________________________ Groupe : ________
Laboratoire sur les ITS : L’échange des fluides!!
Introduction : Dans le but de voir à quelle vitesse la propagation d’une ITS (infection transmise sexuellement) peut se propager dans la population, ton enseignant te propose l’expérience suivante : Il te remet une éprouvette numérotée contenant un liquide incolore. Toutes les éprouvettes contiennent le même liquide sauf deux. Au début de l’expérience, il y a donc une trentaine d’éprouvettes saines contre deux dont le liquide est contaminé par une ITS. Note le numéro de ton éprouvette dans l’encadré ci-dessous : Numéro de ton éprouvette : Première partie Au signal de ton enseignant, échange le contenu de ton éprouvette avec trois personnes de la classe et note le numéro des éprouvettes avec lesquelles tu as fait un échange (par cet échange de fluides, ou simule un acte sexuel). Attention, une fois les 3 échanges faits, tu ne peux plus accepter d’autres partenaires pour des échanges de fluides. Numéros des éprouvettes avec qui tu as échangé tes fluides : Remets ton éprouvette à ton enseignant une fois que tu as terminé ton expérience. Il ajoutera quelques gouttes de phénolphtaléine dans chacune d’entre elles. Les éprouvettes contaminées se coloreront en rose tandis que les éprouvettes saines resteront incolores. Discussion Remplis le tableau ci-dessous :
Éprouvettes
Au départ
Nombre de rapports sexuels
À la fin
Pourcentage de sujets
contaminés (%) Saines
3
Contaminées
Total
100
24
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Pages 158 à 160
DÉFINITIONS
Le relief est l’ensemble des formes que l’on trouve à la surface de
la lithosphère (élévations, dépressions, pentes).
Un fjord est une vallée profonde, aux parois abruptes envahies par
la mer.
TYPES DE RELIEF
Type Caractéristiques
Montagnes Les montagnes sont caractérisées par de fortes pentes. Elles ont donc
un relief très élevé.
Vallées Les vallées sont des étendues basses et allongées, situées généralement
entre deux montagnes.
Plateaux Les plateaux sont de vastes étendues de terrain plutôt planes, situées à
une certaine altitude par rapport à ce qui les entoure.
Boucliers Les boucliers sont des parties très anciennes de relief, qui ont
l’apparence d’un plateau légèrement bombé.
Plaines Les plaines peuvent être d’anciennes mers qui se sont asséchées et au fond
desquelles des dépôts de sable, de gravier et de roches se sont accumulés.
Collines Les collines sont de petits renflements du relief. Elles ne sont pas dues
aux plissements de la croûte terrestre.
RÉGIONS GÉOLOGIQUES DU QUÉBEC
1 Bouclier canadien. 2 Plaine du Saint-Laurent. 3 Appalaches.
Le relief
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ductio
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catio
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risées
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31
Pages 161 et 162
DÉFINITION
L’érosion est l’usure et la transformation des roches ou du sol par
les glaciers, l’écoulement des eaux à la surface du sol et les agents
atmosphériques (pluie, vent, gel).
EXEMPLES D’AGENTS D’ÉROSION
Réponses variables. Exemples : la pluie, le vent, les glaciers, des activités humaines comme
l’agriculture, la coupe à blanc, le déboisement des rives, l’action des vagues provoquées par la
circulation marine (navires, motomarines, etc.).
EXEMPLE D’UN PHÉNOMÈNE D’ÉROSION : LES ROCHERS DES ÎLES DE MINGAN
Explication de l’érosion des rochers
L’eau de mer a peu à peu usé les rochers.
L’érosion
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La formation des roches (Univers sec.2 p.120 à 126)
1. LA FORMATION DES ROCHES IGNÉES
a) Inscrivez dans le bon rectangle les deux catégories de roches ignées; ignées extrusives
et ignées intrusives .
b) Expliquez en vos mots comment se forment les roches ignées extrusives ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
c) Qu’est-ce qui caractérise l’aspect des roches ignées extrusives ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
d) Expliquez en vos mots comment se forment les roches ignées intrusives ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
e) Qu’est-ce qui caractérise l’aspect des roches ignées intrusives ?
ignées extrusives
ignées intrusives
IGNÉES EXTRUSIVES
IGNÉES INTRUSIVES
CHAPITRE 5
Exemples :
-Obsidienne
-pierre ponce
-basalte #66
Obsidienne
Pierre ponce
Exemples :
-Granite #51
-Diorite #55
-Gabbro #57
-porphyrique # 60
Granite
Basalte
Porphyrique
Granite
Gabbro
Roches formées par le refroidissement rapide du magma à l’extérieur
de la croute terrestre.
Roches de structure vitreuse ou à grains fins . Parce que le magma
se refroidit très rapidement au moment de leur formation, les minéraux
n’ont pas le temps de s’assembler en gros grains dans ces roches.
Roches formées par le refroidissement lent du magma à l’in térieur de
la croute terrestre.
Le refroidissement lent du magma permet aux cristaux dans la roche
de croître plus longtemps. C’est pourquoi les roches ignées intrusives
présentent de gros cristaux apparents.
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2. LA FORMATION DES ROCHES SÉDIMENTAIRES
a) Sur le schéma ci-dessous, inscrivez dans le bon rectangle les mots ou les expressions
en gras qui suivent :
b) Expliquez comment se forment les roches sédimentaires détritiques ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________
c) Expliquez comment se forment les roches sédimentaires chimiques ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Transport des sédiments (par l’eau, le vent, les glaciers), compaction et cimentation des sédiments (diagénèse), érosion , accumulation de sédiments (roches sédimentaires détritiques) ou précipitation (roches sédimentaires chimiques).
Accumulation de sédiments
ou précipitation
Érosion
Transport des sédiments
Compaction et cimentation des
sédiments
SÉDIMENTAIRES CHIMIQUES
SÉDIMENTAIRES DÉTRITIQUES
Exemples :
-Conglomérat #70
-Grès #71
-Shale #73
Exemples :
-Calcaire #74
Ces roches se forment par l’accumulation
de débris. Au départ, la roche est brisée
par érosion en petits fragments qui sont
transportés par ruissellement jusqu’à des
étendues d’eau importantes au fond
desquelles ils vont s’accumuler, se
compacter et se cimenter pour devenir à
nouveau des roches. Le Grand Canyon est
formé de tonnes de roches sédimentaires
détritiques, comme en témoigne sa structure
en strates(étages) sur la figure ci-contre.
Ces roches se forment par la préci pitation de substances
présentes dans l’eau. En effet, lorsque certaines substances
deviennent trop concentrées dans l’eau elles précipitent sous
forme solide et se déposent au fond de l’eau. C’est le cas du
composé NaHCO3 (Carbonate de sodium) qui forme la falaise
de craie ci-contre.
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3. LA FORMATION DES ROCHES MÉTAMORPHIQUES.
a) Sur le schéma ci-dessous, inscrivez dans le bon rectangle les mots ou les expressions en gras qui suivent :
b) Expliquez comment se forment les roches ayant subi un métamorphisme de contact ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________
______________________________________________________________
______________________________________
c) Expliquez comment se forment les roches ayant subi un métamorphisme régional ?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
_________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
_________________________________________
Métamorphisme régional, magma , métamorphisme de contact, réorientation des cristaux due aux pressions extrêmes, recristallisa tion de la roche due à la chaleur du magma.
Métamorphisme de contact
Métamorphisme régional
Recrist allisation de la roche due à la chaleur
Réorientation des cristaux due à la
pression
Magma
MÉTAMORPHISME RÉGIONAL
CONTACT
MÉTAMORPHISME DE CONTACT
Exemples :
-Quartzite #76
-Dolomite #79
Exemples :
-Shiste Talc #83
-Shiste Mica #84
-Gneiss #85
Ce sont des roches qui se sont transformées
sous l’effet de la chaleur du magma situé tout
près. La chaleur intense du magma cause
l’apparition de nouveaux cristaux dans la roche
(recristallisation ).
Ce sont des roches qui se sont transformées sous
l’effet de la pression. Les pressions énormes que l’on
rencontre dans la croute terrestre suffisent à plisser et
à aplatir les roches, même les plus dures. On
remarque souvent dans ce type de roche, que les
minéraux s’orientent et s’organisent suivant des
directions précises, créant des bandes de minéraux
successives.
29
Résumé sur les roches Complétez les caractéristiques des trois types de roches illustrés dans le diagramme suivant. Ensuite, associez à chacune des flèches du diagramme un des mots suivants : FUSION, ÉROSION, SOLIDIFICATION, RÉARRANGEMENT dû à la pression et RECRISTALLISATION due à la chaleur. Certains mots peuvent être utilisés plus d’une fois.
Catégories
Formation et
apparence
Exemples
MAGMAMAGMAMAGMAMAGMA
Roches Sédimentaires
Roches Ignées
Roches métamorphiques
1 2
3 4
5 6
7
8
Catégories
Formation et apparence
Exemples
Catégories
Formation et apparence
Exemples
1. ________________
2. ________________
3. ________________
4. ________________
5. ________________
6. ________________
7. ________________
8. ________________
CHAPITRE 5
FUSION
FUSION
FUSION
RÉARRANGEMENT ET RECRISTALLISATON
RÉARRANGEMENT ET RECRISTALLISATON
ÉROSION
ÉROSION
SOLIDIFICATION
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Résumé sur les roches (suite)
Placez les huit mots et expressions de la banque ci-dessous dans les bons rectangles sur le schéma. Aidez-vous des huit indices sous l’encadré pour placer les mots au bon endroit.
1. Roche métamorphique issue de la recristallisation du calcaire sous l’effet de la chaleur. 2. Grès transformé sous l’action de la chaleur du magma. 3. Roche métamorphique formée par la recristallisation du charbon sous l’effet de la chaleur 4. Roche formée par le refroidissement lent du magma à l’intérieur de la croute terrestre. 5. Roche sédimentaire chimique formée par précipitation et cimentation d’éléments présents dans l’eau de mer. 6. Roche sédimentaire formée par l’accumulation, la fossilisation et la transformation de matière
organique(aciennes forêts englouties). 7. Roche sédimentaire détritique formée par l’accumulation et la cimentation de grains de sable. 8. Transformation de la roche sous l’effet de la chaleur du magma.
8
3
2
7
4
6
5 1
Calcaire, Roches ignées intrusives, Quartzite, Métamorphisme de contact, Charbon, Anthracite, Grès, Marbre.
BANQUE DE MOTS
INDICES
SCHÉMA
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18
Pages 120 à 127
Les types de roches et les minéraux
ROCHES : DÉFINITION
La roche est le matériau formé de minéraux qui constitue la croûte terrestre.
TYPES DE ROCHES
Type de roches Définition Catégorie Exemples
• •
• •
• •
• •
• •
• •
MINÉRAUX : DÉFINITION
Les minéraux sont les constituants des roches.
Exemples de minéraux Réponses variables. Ex. :
• Feldspath • Soufre • Diamant
• Halite • Biotite • Quartz
Ignées
Sédimentaires
Métamorphiques
Roches qui résultent du refroidissement du magma.
Roches formées par l’accumulation graduelle de sédiments.
Roches qui ont subi une « métamorphose », une
transformation, à cause de la chaleur ou de la pression
présentes dans la croûte terrestre.
Intrusives
Extrusives
Détritiques
Chimiques
Régionales
De contact
Gabbro, diorite, granite,
etc.
Obsidienne, rhyolite,
pierre ponce, etc.
Grès, shale.
Calcaire, dolomite, etc.
Gneiss
Marbre
32
19
Pages 128 à 131
DÉFINITION
Le sol est la couche superficielle et meuble de la croûte terrestre.
PARTICULES MINÉRALES DU SOL
Matériau du sol Grosseur des particules
TYPES DE SOLS
Type de sol Particularités
Les types de sols
Argile
Limon
Sable
Gravier
Inférieure à 0,002 mm
Entre 0,002 mm et 0,05 mm
Entre 0,05 mm et 2 mm
Supérieure à 2 mm
Sol argileux
Sol limoneux
Sol sableux
Sol humifère
Sol qui contient surtout de l’argile ; compact ; laisse peu de
place pour la circulation de l’air et de l’eau ; aussi appelé
« glaise ».
Sol qui contient surtout du limon ; laisse circuler l’air et l’eau.
Sol qui contient surtout du sable ; s’effrite facilement ; laisse
facilement circuler l’air et l’eau.
Sol qui contient surtout de la matière organique ; retient bien
l’eau.
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Propriétés et tests d’identification des minéraux
a. Définition : Tout comme pour les liquides, la masse volumique ρ d’un
minéral est en fait la masse d’un cm3 (ou 1 ml) de cette substance. Elle
se calcule en divisant la masse du minéral par son Volume.
b. Formule : ρ = m ÷ V
c. Méthodes pour déterminer la masse volumique d’un minéral.
Méthode 1
1. ajuster la balance.
2. Déposer le minéral sec sur le plateau de la balance et mesurer sa masse.
(Ex. m = 10,60 g).
3. Verser 10 mL d’eau dans un cylindre gradué(voir Figure 1).
4. Laisser glisser doucement le minéral dans l’eau du cylindre sans qu’il y ait
d’éclaboussures (voir Figure 2).
5. Mesurer l’augmentation du volume d’eau dans le cylindre. Cette augmentation correspond au volume du minéral et se calcule comme suit : V = 14 mL – 10 mL = 4 mL
6. Calculons la masse volumique à l’aide de la formule : ρ = m ÷ V
m = 10,60 g V = 4 mL ρ = ?
20
15
10
5 ml
Figure 2.
20
15
10
5 ml
Figure 1.
Mesure du volume du minéral
Mesure de la masse du minéral
Calcul de la masse volumique du minéral
ρ = m ÷ V
ρ = 10,60 g ÷ 4 mL =
ρ = 2,65 g/mL ou g/cm3
TEST 1 : LA MASSE VOLUMIQU E D’UN MINÉRAL
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Méthode 2 ( plus précise )
Pour déterminer la masse volumique, on peut utiliser le principe d'Archimède en mesurant la masse de l'échantillon sur la balance puis dans l'eau.
1. Attacher le minéral sec sur le plateau de la balance et mesurer sa masse(voir figure 3). Ex. On obtient une masse de 18,59g.
Figure 3.
2. Ensuite, plonger le minéral accroché à la balance dans l’eau d’un bécher(voir
figure 4). Attention! Il ne doit y avoir aucun contact entre la balance et le bécher, ainsi qu'entre le minéral et les parois du bécher.
Figure 4.
3. Peser le minéral immergé dans l’eau du bécher. On obtient une masse de
15,45g 4. La masse du minéral dans l'air( mair ) moins sa masse dans l'eau( meau ) donne
la masse de l'eau déplacée et par conséquent, le volume du minéral V . V = mair - meau
Mesure de la masse du minéral.
Mesure du volume du minéral
Note : pour éviter de tenir le bécher avec la main, utilisez le socle mobile situé sous le plateau à la base de la balance. Il suffit de le monter à la hauteur désirée au
dessus du plateau.
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Voyons le calcul du volume V en détail :
V = mair - meau
V = 18,59g - 15,45g = 3,14 g
Cette masse d’eau déplacée(3,14 g) a aussi un volume de 3,14 mL(1 mL
d’eau pèse 1 g), donc V = 3,14 mL
5. Calculons la masse volumique ρ :
ρ = m ÷ V ρ = 18,59 g ÷ 3,14 mL = 5,92 g/mL = 5,92 g/ cm3
d. Exercices.
1. Un échantillon de minéral pèse 32,50 g. Lorsqu’on le dépose dans un cylindre gradué rempli d’eau, le volume de l’eau passe de 20 ml à 26,5 ml. Quelle est la masse volumique de ce minéral? Réponse : ________
Calcul : m = 32,50 g
V = 26,5 mL – 20 mL
V = 6,5 mL
ρ = ?
2. Un minéral pèse 28,15 g dans l’air et 20,08 g dans l’eau. Quelle est sa
masse volumique? Réponse : ________
Calcul : m = 28,15 g
V = 28,15 g – 20,08 g = 8,07 g
V = 8,07 mL
ρ = ?
Calcul du volume du minéral
Calcul de la masse volumique du minéral
ρ = ? g/ml
m = masse dans l'air = 18,59g
V = 3,14 mL
ρ = m ÷ V
ρ = 32,50 g ÷ 6,5 mL
ρ = 5 g/mL
ρ = m ÷ V
ρ = 28,15 g ÷ 8,07 mL
ρ ≈ 3,5 g/mL
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a. Définition : La couleur du ______________ d’un minéral est déterminée en
_________________ le minéral contre une plaque de
________________________________ non émaillée(voir figure 5).
Figure 5.
b. Le trait des minéraux métalliques .
Si le trait est _______________ comme sur la figure 5, le minéral est
_________________.
Les minéraux métalliques ont un éclat vif et _______________, comme l’or et
l’argent.
c. Le trait des minéraux non métalliques .
Si le trait laissé par le minéral sur la plaque est ______________ ou
_________, le minéral est _______________________.
Les minéraux non métalliques ont un éclat soit adamantin(comme le
___________________, soit vitreux(comme de la _________________ ) ou
encore terreux(comme de la ______________).
TEST 2 : LA COULEU R DU TRAIT
frottant porcelaine
trait
foncé métallique
brillant
incolore pâle non métallique
diamant glace craie
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a. Définition : La _____________ d’un minéral est sa _________________ à se
faire _____________ par différents objets.
b. L’Échelle de Mohs.
Friedrich Mohs, un minéralogiste allemand, a établi
une échelle de dureté graduée de 1 à 10, basée sur
la résistance des minéraux à se faire rayer(voir page
suivante).
c. Tests simples pour évaluer la dureté d’un minéra l sur l’échelle de Mohs.
1. Lorsqu’on peut rayer un minéral avec notre ______________, sa
dureté est inférieure ou égale à 2 sur l’échelle de Mohs, c’est le cas
pour l’or et le talc, qui ont tous les deux une dureté de 1 .
2. Lorsqu’on peut rayer un minéral avec une pièce de _________, sa
dureté est de 2.5 à 3, c’est le cas de la calcite avec une dureté de 3
3. Lorsqu’on peut rayer un minéral avec un __________ ou une lame en
___________, sa dureté est de 3.5 à 5.
4. Lorsqu’on ___ _______ _______________ le minéral avec un clou ou
une lame d’acier, sa dureté est supérieure ou égale à 5.5 sur l’échelle
de Mohs. Un tel minéral _______________ le verre. C’est le cas du
____________, avec une dureté de 7.
Note : le diamant avec une dureté de 10 est la plus ________ des
substances connues. Elle raye donc toutes les matières courantes.
Friedrich Mohs
TEST 3 : LA DURETÉ D’UN MINÉR AL
rayer dureté résistance
1 cent
Clou acier
ne peut rayer
raye quartz
dure
ongle
38
L’ÉCHELLE DE MOHS
Dureté
résultat observable sur l’échantillon
1 (talc)
Rayé facilement par l'ongle
2
(gypse) Rayé par l'ongle
3
(calcite)
Rayé par une pièce de 1 ¢
4 (fluorite)
Rayé facilement par un couteau
5 (Apatite)
Rayé au couteau
6 (pyrite)
Très difficile à rayer au couteau. Peut rayer légè rement le verre.
7 (quartz)
Non rayable au couteau. Raye facilement le verre
8 (topaze)
9 (corindon)
10 (diamant) Rayé que par un autre diamant. Raye toutes les matières cou rantes.
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a. Définition : L’_________________________ est la propriété qu’ont certains
minéraux à réagir au contact d’une solution ___________, en produisant un
________________________.
b. Test : Il suffit de déposer ________ ____________ d’acide sur une surface
nue du minéral et d’____________________s’il y a effervescence. Il faut
parfois une ___________ pour percevoir l’effervescence.
Figure 6.
a. Définition : Le ________________________est la propriété qu’ont certains
minéraux à faire bouger l’aiguille d’une ________________.
b. Test : Il suffit d’approcher lentement le
minéral d’une boussole. Le minéral est dit
magnétique, si l’on constate de petits
mouvements de l’aiguille de la boussole
causés par la présence du minéral à proximité
(environ 1 cm de distance).
TEST 4 : L’EFFERVESCENCE
TEST 5: LE MAGNÉTISME
acide
Bouillonnement (gaz)
une goutte observer
loupe
effervescence
magnétisme boussole
40
Voyons quelques exemples :
À l’aide de la clé d’identification à la page 56, identifiez les minéraux dont il est questions dans les exemples suivants. Justifiez votre réponse à l’aide des résultats expérimentaux.
Exemple 1. Un minéral gris-bleu laisse un trait foncé sur la plaque de porcelaine. On peut rayer ce minéral avec l’ongle. Sa masse est de 43,83 g et lorsqu’on le plonge dans un cylindre gradué, le volume de l’eau passe de 30 à 39 ml.
De quel minéral s’agit-il? ____ molybdénite __
Démarche et calculs :
-Le minéral est métallique , car il laisse un trait foncé sur la porcelaine.
-Sa dureté est comprise entre 1 et 2 , car on peut le rayer avec l’ongle.
-Calcul de la masse volumique :
m = 43,83 g
V = 39 mL – 30 mL
V = 9 mL
ρ = ?
Exemple 2. Un minéral rayé par la lame d’un canif laisse un trait incolore sur la plaque de porcelaine. Sa masse dans l’air est de 22,00 g et sa masse dans l’eau est de 16,50 g. Au contact de l’acide chlorydrique, on observe une légère effervescence sur le minéral.
De quel minéral s’agit-il? Aucun, la masse volumique est trop élevée …
Démarche et calculs :
-Le minéral est non métallique , car il laisse un trait incolore sur la porcelaine.
-Sa dureté est comprise entre 3,5 et 5 , car on peut le rayer avec lame d’acier .
-Calcul de la masse volumique :
m = 22,00 g
V = 22,00 g – 16,50 g = 5,5 g
V = 5,5 mL
ρ = ?
ρ = m ÷ V
ρ = 43,83 g ÷ 9 mL
ρ = 4,87 g/mL
ρ = m ÷ V
ρ = 22,00 g ÷ 5,5 mL
ρ = 4 g/mL
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Clé d’identification de différentes substances
Légende de couleur :
B : Blanc Br : Brun J : Jaune Ro : Rose V : Vert
Bl : Bleu G : Gris N : Noir R :Rouge Vi : Violet
Catégories de substances
Nom de la substance couleur Dureté
Masse volumique
ρ (g/mL) Autres propriétés conductibilité
Minéraux non métalliques
talc VBJBr 1 2.7 – 2.8 Mou, gras au touché
nulle
gypse BGJBr 2 2.3 – 2.4 Laisse une poudre blanche sur les
doigts
calcite BRoG 3 2.6 – 2.8 Très effervescent à HCl
fluorite BJRViVBr 4 3.2 Éclat vitreux
Apatite BJVBlRBr 5 3.1 – 3.2 Éclat vitreux gras
feldspath RoBGJ 6 2.6 – 2.8 Souvent rose. Éclat vitreux
quartz B 7 2.65 Souvent blanc, parfois sous forme de cristaux en forme de pointe.
Minéraux métallique
molybdénite G-BlVi 1.5 4.7 – 4.8 Écailles, gras au toucher.
Bonne à très bonne, mais pas toujours détectable
graphite G-N 1.5 2.25 gras au toucher, tache les doigts.
galène G-Bl 3 5.5 – 6.5 Effervescence -, cristaux cubiques
chalcopyrite J(Or)-Br 3.5 3.8 – 4.2 Reflet vert, Effervescence -.
pyrrhotite J-Br 4 4.5 – 4.8 magnétisme léger, brunit à l’air.
sphalérite Br 4 4
chromite NBr-N 5.5 3.8 – 4.2 Ne réagit pas aux acides
Magnétite N 5.5 4.6 – 5.2 Très magnétique
Hématite Br-RGN 5 5.2 – 5.3 Écailles ou paillettes, léger magnétisme
pyrite J 6 4.5 – 5.0 Surnommé «l’or des fous»
illménite G-N 6 4.6 Faiblement magnétique
Métaux purs
Or J-Bl 1 19.3 Mou, ne s’oxyde pas, excellente conductibilité électrique
bonne à excellente
Plomb G-Bl 1.5 11.4 Mou, s’oxyde facilement, fond à basse ttempérature.
Aluminium G-B 1.5 2.7 Très léger, bonne rigidité.
Zinc G-B 2.5 7.1
Cuivre Br-R 3 8.8 Très bon conducteur
Fer G 4-5 7.8 Très bonne rigidité
Alliages métalliques
Laiton (Cu+Zn) J(Or) 3 7.3 – 8.8 Très ductile
Bronze (Cu + Sn) Br-R 4 8.4 – 9.2
Acier (Fe+C) G 5 7.85
Matières plastiques
Polypropylène B 0.85 - 0.92
nulle
Polyéthylène H.D. B 0.94 - 0.98 Polystyrène B 1 1.04 -1.06
Nylon B 1.12 -1.16 Plexiglas B 1.18 -1.19
PVC B 1.38 -1.41
42
Activité préparatoire sur l’identification des minéraux
Mise en situation :
Christian, notre technicien en laboratoire, a trouvé une boîte contenant une
dizaine d’échantillons de minéraux numérotés 4, 6, 7, 9, 14, 15, 18, 22, 27
et 30. Christian aimerait bien savoir si parmi ces minéraux, il y a des
échantillons que l’on pourrait associer à certaines substances affichées à la
page 56 ?
Mandat:
À l’aide de la clé d’identification des minéraux(page 56) et du matériel mis
à votre disposition, effectuez les manipulations qui vous permettront de
d’apporter une réponse au problème de Christian. Vous devrez justifiez vos
réponses à l’aide de résultats expérimentaux. Vous devrez compléter
toutes les sections du rapport de laboratoire aux pages 58 à 63.
43
1. Représentation du problème.
À partir de la mise en situation, résumez en vos mots le problème à résoudre.
Résumez en quelques lignes ce que vous comptez faire pour résoudre ce problème Quel type d’informations ou de résultats devrez-vous chercher? Que ferez-vous avec ces résultats pour résoudre le problème posé?
CD1 – Représentation adéquate de la situation 2. Élaborez une hypothèse. À première vue, à quels minéraux de la page 23 pourriez-vous associer les échantillons fournis? (votre hypothèse peut être vraie ou fausse, vous devrez la vérifier dans le rapport qui suit) ________________________________________________________________
________________________________________________________________
____
4
/ 8
____
6
Je dois identifier des minéraux inconnus à l’aide de tests et de
résultats expérimentaux.
Je devrai ensuite déterminer si certains de ces minéraux font partie de la liste de la page 52.
Pour chaque minéral inconnu, je devrai déterminer quelques propriétés comme le type d’éclat du minéral, sa dureté, sa masse volumique, son magnétisme et sa réaction à l’acide. Je comparerai ensuite les propriétés des minéraux inconnus avec celles des minéraux de la liste de la page 52.
44
3. Planifiez votre démarche d’investigation scientifique
Description des manipulations (précise le matériel utilisé à chaque étape) :
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
CD1 – Élaboration d’une démarche pertinente pour la situation
/ 10
1) Frotter le minéral sur une plaque de porcelaine non émaillée. Noter la couleur du trait.
2) Essayer de rayer le minéral avec l’ongle, si ça ne fonctionne pas, essayer avec
une pièce d’un cent et ensuite avec une lame d’acier. Si l’acier ne raye pas le minéral, essayer de rayer une plaque de verre avec ce dernier. Noter le résultat.
3) Ajuster la balance et Peser le minéral sur la balance. Noter le résultat.
4) Peser le minéral dans l’eau d’un bécher déposé sur le socle de la balance, noter
le résultat. 5) Soustraire la masse du minéral dans l’eau à la masse du minéral dans l’air. Noter
ce résultat en mL comme étant le volume du minéral.
6) Approcher le minéral d’une boussole et noter le comportement de la boussole.
7) Déposer une goutte d’acide sur le minéral, noter s’il y a effervescence.
____
2
____
3
____
3
____
2
45
4. Affichez les résultats de vos expérimentations
min
éral
Cou
leur
du
trai
t
Cou
leur
du
min
éral
Rayé par…?
Ou
raye le verre.
Masse dans l’air
( g )
Masse dans l’eau
( g )
Volume
( ml )
Magnétisme,
effervescence,
ou autres caractéristiques
particulières.
4 fo
ncé Rayé par
l’ongle
6 fo
ncé Rayé par
1 cent
7
fonc
é JVBr
Rayé par la lame 39,56 29,52 10,04 Aucune réaction
9 fo
ncé JOr Raye le verre
14 fo
ncé Rayé par la
lame
15 pâ
le Rayé par
l’ongle
18 pâ
le Rayé par
1 cent
22 pâ
le B Raye le verre
27 pâ
le Raye le verre
30 pâ
le Rayé par la
lame
CD1 – Mise en œuvre adéquate de la démarche
/ 10
46
5. Traitement des résultats:
# du
min
éral
métallique ou
Non métallique
Justifiez
Dureté
de 0 à 10 ?
Justifiez
Masse volumique ρ
(g/mL)
Calcul obligatoire
4 Métallique
(Trait foncé sur porcelaine)
De 1 à 2
(Car il est rayé par l’ongle)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 2.3 g/mL
6 Métallique
(Trait foncé sur porcelaine)
De 3
(Car il est rayé par 1 cent)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 6.0 g/mL
7
Métallique
(Trait foncé sur la porcelaine)
De 3,5 à 5
(Car il est rayé par la lame)
ρ = m ÷ V
ρ = 39,56 g ÷ 10,04 mL
ρ ≈ 3,9 g/mL
9 Métallique
(Trait foncé sur porcelaine)
De 5,5 à 9
(Car il raye le verre)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 4.7 g/mL
14 Métallique
(Trait foncé sur porcelaine)
De 3,5 à 5
(Car il est rayé par la lame)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 5.0 g/mL
15 Non Métallique
(Trait pâle sur la porcelaine)
De 1 à 2
(Car il est rayé par l’ongle)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 2.7 g/mL
18 Non Métallique
(Trait pâle sur la porcelaine)
De 3
(Car il est rayé par 1 cent)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 2.6 g/mL
22 Non Métallique
(Trait incolore sur la porcelaine)
De 5,5 à 9
(Car il raye le verre)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 2.65 g/mL
27 Non Métallique
(Trait incolore sur la porcelaine)
De 5,5 à 9
(Car il raye le verre)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 2.7 g/mL
30 Non Métallique
(Trait incolore sur la porcelaine)
De 3,5 à 5
(Car il est rayé par la lame)
ρ = m ÷ V
ρ ≈ 3.2 g/mL
CD1 – Élaboration de conclusions, d’explications ou de solutions pertinentes. CD1– Résultats identifiés(2 pts), résultats en tableau(1pt), unités affichées(2pts)
/ 10
/ 5
47
6. Analyse des résultats et conclusion
Répondez aux questions d’analyse pour chaque minéra ux.
4
Le minéral 4 pourrait-il être de la galène? NON Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. Le minéral 4 se raye avec l’ongle(dureté 1 à 2) et la galène a une dureté de 3 selon la clé d’identification. Le minéral 4 a une masse volumique plus faible( ≈ 2,3 g/mL) que celle de la galène(5,5 à 6,5 g/mL selon la clé d’identification)
6
Le minéral 6 pourrait-il être de la calcite? _ NON _ Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux.
Le minéral 6 laisse un trait foncé sur la porcelaine, alors que la calcite, qui est non métallique, aurait laissé un trait pâle ou incolore. La calcite a une masse volumique plus faible( ≈ 2,7 g/mL) que celle de la galène(5,5 à 6,5 g/mL selon la clé d’identification)
7
Quelle pourrait être la nature du minéral 7? _____________________Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux.
9
Quelle pourrait être la nature du minéral 9? ____pyrite___Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. Le minéral 9 est jaune, métallique et non magnétique tout comme la pyrite . Le minéral 9 est assez dur pour rayer le verre , tout comme la pyrite .
Enfin, la masse volumique du minéral 9 est ≈ 4.7 g/mL, qui est incluse dans la plage de valeurs permises pour la pyrite; soit entre 4.5 et 5.0 g/ml.
14
Le minéral 14 pourrait-il être de la chalcopyrite? ________ Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux.
Suite page suivante
48
6. Analyse des résultats et conclusion (suite)
15
Le minéral 15 pourrait-il être du gypse? ________ Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. ____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
18
Quelle pourrait être la nature du minéral 18? _____________________Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. ____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
22
Le minéral 22 pourrait-il être de la fluorite? ________ Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. ____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
27
Quelle pourrait être la nature du minéral 27? _____________________Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. ____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
30
Le minéral 30 pourrait-il être de l’illménite? ________ Justifiez votre réponse à l’aide d’au moins 2 résultats expérimentaux. ____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
CD1 – Élaboration de conclusions, d’explications ou de solutions pertinentes.
/ 20
49
44
Pages 83 à 87
MATIÈRES PREMIÈRES : DÉFINITION ET EXEMPLES
Définition
Les matières premières sont
Les matières premières peuvent être classées dans une des quatre catégories ci-dessous. Pour chaque catégorie, donnez 3 exemples
végétale (autre que le bois)
animale
minérale
ligneuse (produits du bois)
coton laine Chalcopyrite (cuivre) Bois
sève d’hévéa huile et graisse Graphite (équipement sportif) Copeaux, résidus (contre-plaqué)
céréales cuir Pétrole (plastique, carburant) Pulpe de bois (papier)
• Les matières premières • Les matériaux • Le matériel
des substances naturelles.
Elles devront être transformées avant d’être utilisées
dans la fabrication d’objets ou de biens de
consommation..
50
MATÉRIAUX : DÉFINITION ET CLASSES
Définition
Les matériaux sont des substances
Classes de matériaux
1 Métaux (tige d’acier, poutre d’aluminium) 5 Plastiques (bouteille de shampoing, DVD, )
2 Céramiques (vaisselle, tuiles,) 6
Pierre et béton (construction, briques, routes)
3 Verres (bécher, tasse à mesurer) 7 Composites (composantes haute performance)
4 Textiles (chandail de coton, tapis en laine) 8
MATÉRIEL : DÉFINITION ET EXEMPLES
Définition
Le matériel est
Exemples
tournevis ordinateur Pelle mécanique
© E
RPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
des substances qui ont été transformées par
l’être humain. Ils sont utilisés tels quels dans la fabrication d’objets ou
de biens de consommation.
L’ensemble des appareils, des machines, des
instruments, des véhicules et des outils qui servent à la fabrication d’un
objet
51
20
Pages 132 à 139
DÉFINITIONS
L’énergie, c’est la capacité de provoquer un changement.
Le vent, c’est un déplacement d’air causé par la différence de
pression entre deux endroits et par la rotation de la Terre.
MANIFESTATIONS NATURELLES DE L’ÉNERGIE
Forme d’énergie Source de l’énergie
Dans l’hydrosphère
Énergie hydraulique Énergie que l’on peut tirer de l’eau en
mouvement.
Énergie marémotrice Énergie tirée du mouvement des marées.
Énergie des vagues et Énergie tirée des vagues et des courants
des courants marins marins.
Dans l’atmosphère
Énergie éolienne Énergie emmagasinée par les masses d’air
que l’on peut extraire du vent.
Dans la biosphère
Énergie de la biomasse Énergie tirée de la matière vivante.
Dans la lithosphère
Énergies fossiles Énergies qui proviennent de la transfor-
mation des végétaux en substances minérales.
Énergie géothermique Énergie qui provient de la chaleur interne
de la Terre.
Énergie nucléaire Énergie tirée des réactions nucléaires.
Les manifestations naturelles de l’énergie – Le vent
52
21
Page 140
DÉFINITIONS
Une ressource énergétique renouvelable est une source
d’énergie qui se recrée naturellement et en quantité suffisante
par rapport à la vitesse à laquelle on l’utilise.
Une ressource énergétique non renouvelable est une source
d’énergie qui ne se recrée pas naturellement, ou qui ne se recrée pas
en quantité suffisante par rapport à la vitesse à laquelle on l’utilise.
SOURCES D’ÉNERGIE CONSIDÉRÉES COMME RENOUVELABLES
• Énergie solaire
• Énergie éolienne
• Énergie hydraulique
• Énergie de la biomasse
• Énergie géothermique
• Énergie marémotrice
SOURCES D’ÉNERGIE CONSIDÉRÉES COMME NON RENOUVELABLES
• Énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel)
• Énergie nucléaire
Les ressources énergétiques renouvelables et non renouvelables
53
Résumé des énergies renouvelables
(volume p.132 à 140 + p.203 à 209)
1. L’énergie solaire
a) Comment cette forme d’énergie est-elle captée et en quoi peut-elle être transformée? ___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________
b) Exemples d’utilisation de cette forme d’énergie.
___________________________________________________________
___________________________________________________________
2. L’énergie hydraulique
a) Qu’est-ce que l’énergie hydraulique? _
b) Comment cette forme d’énergie est-elle captée et en quoi peut-elle être
transformée? ___________________________________________________________
_
L’énergie solaire peut être captée par des panneaux
solaires thermiques qui servent à chauffer l’eau ou l’air
d’un édifice. L’énergie solaire peut aussi être captée par
des panneaux à cellules photovoltaïques qui transforment
le rayonnement solaire en électricité.
On peut utiliser l’énergie solaire pour chauffer l’eau d’une maison ou d’une piscine. Des
panneaux solaires peuvent également alimenter en électricité : un bateau qui doit partir
plusieurs jours, un satellite qui doit fonctionner pendant 10 ans, une calculatrice qui
fonctionne sans pile,…
C’est l’énergie que l’on peut tirer de l’eau en mouvement(énergie cinétique). On utilise parfois l’action de la gravité sur l’eau pour obtenir de l’énergie cinétique en construisant d’immenses barrages. Parfois on exploite l’énergie cinétique issue des mouvements naturels de l’eau(vagues, marées et courants marins).
On peut capter cette énergie en construisant un barrage pour permettre à l’eau de
descendre rapidement d’une bonne hauteur pour faire tourner les pales d’une turbine
électrique. On peut également capter le mouvement de l’eau en mer à l’aide de turbines
spéciales également. Dans les deux cas, l’énergie cinétique de l’eau est transformée en
énergie électrique.
54
3. L’énergie éolienne
a) Qu’est-ce que l’énergie éolienne? ___________________________________________________________
___________________________________________________________
_______________________________________ b) Comment cette forme d’énergie est-elle captée et en quoi peut-elle être
transformée?
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
4. L’énergie géothermique
a) Comment cette forme d’énergie est-elle captée et comment est-elle utilisée par les humains? ___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________
5. La biomasse
a) Qu’est-ce que la biomasse? ___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
______________________________________________
b) Comment cette forme d’énergie peut-elle être renouvelable?
C’est l’énergie que l’on peut tirer du
mouvement de l’air.
On peut capter cette énergie avec une éolienne qui transformera l’énergie cinétique
l’air en énergie électrique.
Plus on descend en profondeur dans la lithosphère, plus la
température augmente à cause de la présence de magma qui
dégage une chaleur extrême sous la lithosphère.
On peut capter cette chaleur pour chauffer l’air ou l’eau de
maisons ou d’édifices très vastes.
La chaleur de la Terre peut également alimenter des
centrales géothermiques qui produisent de l’électricité à
grande échelle.
C’est de la matière vivante de laquelle on peut tirer de
l’énergie. La décomposition des déchets
organiques(vivants) dans un dépotoir produit du
méthane avec lequel on peut chauffer des édifices et
même produire de l’électricité.
Les humains créent des déchets organiques continuellement et en grande quantité, donc
ce cycle est renouvelable.
55
30
Pages 204 à 209
PRINCIPALES FORMES D’ÉNERGIE UTILES
Forme d’énergie Description
Énergie mécanique Énergie due au mouvement ou à l’état d’un corps.
Énergie thermique Énergie transférée sous forme de chaleur. Elle est
due à l’agitation des particules de la matière. Énergie lumineuse Énergie transportée par la lumière.
Énergie électrique Énergie engendrée par le déplacement
de l’électricité.
TRANSFORMATIONS DE L’ÉNERGIE Réponses variables. Ex. :
Énergie d’origine Exemples d’énergie finale obtenue
Moyens technologiques utilisés pour faire cette transformation
Énergie solaire • Énergie électrique • Panneaux solaires photovoltaïques
• Énergie thermique • Panneaux solaires thermiques
Énergie hydraulique (mécanique)
Énergie électrique Turbine et alternateur d’une centrale
hydroélectrique
Énergie éolienne (mécanique)
Énergie électrique Éolienne
Énergies fossiles • Énergie thermique • Système de chauffage
• Énergie mécanique • Automobile
• Énergie électrique • Centrale thermique
Énergie nucléaire Énergie électrique Centrale nucléaire
Biomasse • Énergie thermique • Feu de foyer
• Énergie électrique • Centrale thermique
Les transformations de l’énergie
56
Transformations de l’énergie (suite) Pour les quatre types de centrales suivantes, indiquez dans les rectangles, les différentes formes d’énergie obtenues à chaque étape de transformation. Utilisez les mots dans l’encadré ci-dessous pour répondre. Certains mots peuvent revenir plus d’une fois.
a) Une centrale éolienne :
b) Une centrale au charbon
Nucléaire thermique fossile électrique éolienne mécanique hydraulique
électrique
A vent B Hélice C génératrice
mécanique éolienne
A
B
C
fossile
A Combustion
du charbon B Chaleur C Turbine D alternateur
thermique mécanique électrique
A
B
C
D
57
c) Une centrale hydroélectrique
d) Une centrale nucléaire
A
B
C
électrique
A Eau B Turbine C génératrice
mécanique hydraulique
A
B
C D
nucléaire
A Réaction
nucléaire B Chaleur C Turbine D alternateur
thermique mécanique électrique
58