Solide ou liquide ?

Tu as autour de toi des solides et des liquides, tu en connais certainement plusieurs, mais comment sais-tu que ce sont des solides ou des liquides?

Le mot solide existe dans le langage courant, mais en sciences, a-t-il le même sens?

Scientifiquement, comment reconnaît-on un solide ou un liquide?

	1 – Je dois répondre à une question.	Comment reconnaitre un solide ou un liquide? Avant de répondre à cette question principale, on peut se poser de nombreuses autres questions. Quelles sont celles que tu te poses ? (1)
	2.1 – J’émets des hypothèses.	Pour t’aider à écrire tes hypothèses, voici des propositions. Observe bien les solides et les liquides autour de toi et essaie de décrire leurs propriétés (2).  (Si tu ne sais pas quels éléments choisir, voici des exemples d’éléments que tu peux trouver facilement) . Alors, qu’en penses-tu ? Note tes hypothèses. Je pense qu’un solide c’est……………. Je pense qu’un liquide c’est…………….. Essaie d’argumenter tes hypothèses. Par exemple, si tu penses qu’un solide est dur, explique pourquoi. (Je pense qu’un solide est dur parce que je ne peux pas changer sa forme en le touchant…) Voici un document pour noter tes idées: document.
	2.2 – Je peux présenter mes hypothèses à d’autres personnes et en discuter.	Qu’en pensent tes camarades, ta famille ? Sont-ils d’accord avec toi ? Ont-ils d’autres hypothèses ?
	3.1 – Je cherche un protocole (faire quelque chose en plusieurs étapes) pour répondre à la question et prouver ce que je dis.	Quelles expériences voudrais-tu mettre en oeuvre pour montrer que c’est solide ou liquide ?  (3) De quel matériel as-tu besoin ? Que vas-tu faire ? Quel critères vas-tu utiliser pour savoir si la matière est solide ou liquide ?Afin d’expérimenter le plus précisément possible, tu peux  regarder les éléments que tu as choisis,  mais  n’oublie pas que tu peux aussi les toucher. Quelles sont les différentes étapes de ton expérimentation ? Note-les.
	3.2 – Je mets en œuvre mon protocole.	Observe bien tout ce qu’il se passe. Tu peux prendre des photos de chaque étape, réaliser des dessins d’observation. Note tout pour ne rien oublier et pouvoir revenir dessus. Voici un exemple de document pour noter ses résultats: document.
	4 – Je regarde le résultat obtenu, je le communique aux autres et je compare les résultats.Est-ce que j’ai réussi à répondre à la question ? si non pourquoi ?
	5 – Je regarde la solution donnée dans les livres ou les réponses proposées par des scientifiques.	Voici un document qui explique les états solides et liquides:  document
	6 – Je note ce que j’ai appris.	Finalement, qu’as-tu appris ? Note les conclusions auxquelles tu es arrivé pour définir solide et liquide . (4)

Des propositions pour aider l’élève :

(1) Voici des exemples de questions que l’on pourrait se  poser:

• Est-ce que les solides et les liquides ont des points communs ? des différences ?
• Est-ce qu’un liquide coule ? (Le sucre en poudre « coule » quand on le verse, est-ce un liquide ?)
• Est-ce que quelque chose peut à la fois être liquide et solide ? (Le chocolat est à la fois solide et liquide ?)
• Est-ce qu’un solide, c’est forcément dur ? (Le beurre est mou, alors ce n’est peut-être pas un solide ?)
• Est-ce que ce que tu penses est vrai pour tous les solides ? pour tous les liquides ? où bien seulement pour certains ?

(2) Pour décrire les propriétés, tu peux expliquer comment c’est : par exemple, tu peux parler de la forme, de la couleur,  de la consistance (dur, mou, lisse, rugueux, froid, chaud, mouillé, humide, sec…)

(3) Des exemples d’ activités pour mieux comprendre les propriétés de la matière:

• Placer les différents éléments observés dans des verres identiques et essayer de les classer en familles. Nommer les familles. Argumenter, expliquer son choix,
• (Observer les éléments à l’oeil nu, à la loupe, au microscope),
• Toucher, manipuler les éléments,
• Transporter les éléments avec les doigts, avec une passoire, avec une cuillère, avec un verre,
• Remplir un verre avec les éléments,
• Verser les éléments dans un récipient,  dans un entonnoir, dans une passoire, dans un filtre en papier , en tissus, en essuie-tout,
• Pencher le contenant et observer ce qui se passe avec l’élément,
• Observer le même élément dans des contenants différents,
• Aspirer l’élément avec une seringue,
• Absorber les élément avec du papier absorbant.

(4) Voici quelques propriétés que tu as peut-être remarquées en menant tes expérimentations:

Les solides ont une forme propre. Il peuvent être mous (comme le pain de mie) ou durs (comme un morceau de sucre). On peut les déformer si il sont mous. On peut les attraper avec les doigts. Ils peuvent être en grains (comme la semoule) ou en poudre (comme le chocolat). Dans ce cas, quand on les transvase, ils prennent la forme du nouveau récipient. Leur surface libre, celle qui est au contact de l’air, n’est pas plane. Elle ne reste pas horizontale si on penche le récipient. Ils forment des tas quand on les dépose sur une table. Les pommes de terre, les grains de poivre, le pain de mie, le chocolat en poudre sont des solides.

Les liquides s’écoulent, on ne peut pas les attraper avec les doigts. Il prennent la forme du récipient qui les contient, et leur surface libre reste horizontale si on penche le récipient, elle reste plane au repos.  Ils forment des flaques quand on les dépose sur une table. On peut les aspirer avec une seringue. L’eau, le lait, l’huile sont des liquides.

Pour aller plus loin :

• La définition du mot solide dans le langage courant a été évoquée au tout début de l’activité. Qu’en est-il du mot liquide? Chercher sa (ses) définition(s) dans le dictionnaire. Evoque(nt)-elle(s) les propriétés découvertes pendant l’activité ?
• Mener une investigation afin de comparer différents liquides:
  S’écoulent-ils à la même vitesse ?
  Ont-ils la même masse pour un volume identique ?
  Comment se comportent-ils au contact d’un papier absorbant ?
  …
  Cette activité souligne l’importance de la mesure ainsi que la notion de paramètre.
• Mélanger des solides : défi sel poivre
• Mélanger solide et liquide: un défi de la Maison pour la science en Aquitaine
• Etudier la substance mystérieuse. Elle s’écoule à travers les doigts et devient dure quand on la serre dans la main… Est-elle solide et liquide à la fois?
  Il s’agit d’un fluide qu’on appelle non newtonien: sa fluidité varie en fonction  des contraintes mécaniques auxquelles il est soumis.  Lorsque le mélange devient dur, il ne s’agit pas d’un changement d’état.
  Voici  une proposition de proportions pour en fabriquer: 1,3 kg d’amidon de maïs pour environ 1 litre d’eau.

Pour les enseignants :

• Cette activité a pour objectif  de permettre à l’élève d’identifier quelques ressemblances et quelques différences entre plusieurs solides, entre plusieurs liquides.
• Les élèves pourront avoir à surmonter différents obstacles :
  • certains matériaux peuvent présenter des propriétés qui rappellent celles des liquides alors qu’ils relèvent des solides (les poudres),
  • la température peut influencer l’état de la matière .
• Champ lexical:
  Matière, liquide, solide, forme, couleur, dur, mou, lisse, rugueux, froid, chaud, mouillé, humide, sec
  un tas, une flaque
• La trace écrite pourra présenter:
  les hypothèses,
  les expérimentations réalisées (descriptions, schémas) ,
  les résultats et les conclusions que l’on a pu tirer de celles-ci, (explications, schémas, …)
  les conclusions auxquelles on est arrivé pour définir solide et liquide …Voici un document pour les élèves qui  peut être adapté pour servir de support à l’intégralité de la démarche: document
• Culture scientifique:
  La structure de la matière et ses différents états : une vidéo de la fondation la main à la pâte qui explique ce qu’il se passe au niveau microscopique .
  Les chats sont-ils liquides, ou comment j’ai obtenu le prix (ig)Nobel 2017 .

Nous vous remercions de bien vouloir nous retransmettre vos commentaires et les travaux d’élèves que vous souhaitez partager afin d’améliorer et d’illustrer cet article.
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