2.3.2. Les différents concepts mis en jeu dans la séquence d'enseignement

La première partie vise à faire construire aux élèves le comportement des molécules de l'air contenu dans une seringue. Les élèves doivent utiliser leurs connaissances préalables sur les molécules, jusqu'à la question 3 de l'activité 2, qui introduit le modèle microscopique des gaz. À partir de cette question, les élèves doivent s'appuyer sur les différentes propriétés des molécules décrites dans le modèle. Au cours de la question 3 de l'activité 2 et des questions de l'activité 3, les élèves doivent utiliser les propriétés suivantes : les molécules ont une masse, qu'elles ne se déforment pas, qu'elles ont insécables et qu'elles se répartissent dans tout le volume qui les contient. La partie 1.2 demande aux élèves de décrire le mélange de deux gaz. Ils doivent pour cela s'appuyer sur les propriétés du modèle : les molécules sont en mouvement incessant et désordonné et elles se répartissent dans tout le volume qui les contient.

La deuxième partie des gaz vise essentiellement à introduire le concept de pression. La première activité propose de comparer le comportement d'un liquide et d'un gaz. Son but est de faire construire les phénomènes de dilatation et de compressibilité des gaz. La deuxième activité vise à faire construire aux élèves que la pression est partout la même à l'intérieur d'une seringue que l'on appuie sur le piston ou non. De plus, cette activité demande de relier la pression à l'action du gaz, ainsi que d'interpréter microscopiquement l'action du gaz. C'est la première fois de la séquence que les chocs sont utilisés. L'activité 3 s'intéresse à la pression et à la force pressante. Elle vise à faire établir, à partir de la comparaison de l'action de l'air dans une petite et une grande seringue, que la pression est reliée à la force pressante par la surface. Cette relation est d'abord établie à partir d'un bilan des forces, puis retrouvée à partir des chocs des molécules sur les parois. La partie 2.2 vise à établir les relations entre les grandeurs macroscopiques qui décrivent l'état d'un gaz. La première activité demande d'établir expérimentalement la relation entre la pression et le volume. La seconde activité s'intéresse à la relation entre la pression et la température. Elle demande aux élèves d'interpréter microscopiquement cette relation, ce qui les conduit à établir le lien entre la température et la vitesse des molécules. À la fin de la séquence, nous avons utilisé un logiciel qui simule le comportement des molécules, afin que les élèves utilisent la relation du gaz parfait (PV = nRT) tout en observant les effets de la variation de ces grandeurs sur le comportement des molécules.