le contenu du cours
rentrée 2012
CHIMIE,
science de la transformation de la matière
(13 semaines)
A1 -
Métaux, électrons et ions
A1.1 -
Des métaux au quotidien
Quelques métaux usuels : le fer, le zinc, l'aluminium, le cuivre, l'argent
et l'or.
A1.2 -
Conduction électrique et structure de la matière
L'électron : comprendre la conduction électrique dans les métaux
Tous
les métaux conduisent le courant électrique. Tous les solides ne
conduisent pas le courant électrique. La conduction électrique dans les
métaux s'interprète par un déplacement d'électrons.
L'ion : comprendre la conduction électrique dans les solutions aqueuses
Toutes
les solutions aqueuses ne conduisent pas le courant électrique.
La
conduction du courant électrique s'interprète par un déplacement d'ions.
Constituants de l'atome : noyau et électrons.
Les
atomes et les molécules sont électriquement neutres ; l'électron et les
ions sont chargés électriquement.
A.1.3 - Quelques
tests de reconnaissance d'ions
Les formules des ions
Na+, Cl-, Cu2+, Fe2+ et Fe3+.
Domaines d'acidité et
de basicité en solution aqueuse.
Une solution aqueuse
neutre, contient autant d'ions hydrogène H+ que d'ions
hydroxyde HO-.
Dans une solution
acide, il y a plus d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxyde HO-.
Les dangers que
présentent les produits acides ou basiques concentrés.
A.1.4 - Réaction
entre le fer et l'acide chlorhydrique ; interprétation
- Les ions hydrogène
et chlorure sont présents dans une solution d'acide chlorhydrique.
- Critères de
reconnaissance d'une transformation chimique : disparition des réactifs et
apparition de produits.
A.1.5 - Pile
électrochimique et énergie chimique
- Les espèces
chimiques présentes dans une pile contiennent de l'énergie chimique dont
une partie est transférée sous d'autres formes d'énergie lorsqu'elle
fonctionne.
- L'énergie mise en
jeu dans une pile provient d'une réaction chimique : la consommation de
réactifs entraîne "l'usure" de la pile.
A2 - Synthèse
d'espèces chimiques
Peut-on synthétiser
l'arôme de banane ?
La synthèse des
espèces chimiques déjà existantes dans la nature permet d'en abaisser le
coût et/ou la disponibilité. (acétate d'isoamyle)
Peut-on créer de
nouvelles espèces chimiques ?
La synthèse d'espèces
chimiques n'existant pas dans la nature permet d'améliorer les conditions
de vie. (nylon ou savon)
Le nylon et les
matières plastiques sont constitués de macromolécules.
B - ENERGIE
ELECTRIQUE ET CIRCUITS ELECTRIQUES EN "ALTERNATIF"
(12 semaines)
B.1 - De la centrale
électrique à l'utilisateur
L'alternateur est la
partie commune à toutes les centrales électriques.
L'énergie reçue par
l'alternateur est convertie en énergie électrique.
Distinction entre les
sources d'énergie renouvelables ou non.
L'alternateur
Une tension, variable
dans le temps, peut être obtenue par déplacement d'un aimant au voisinage
d'une bobine.
Tension continue et
tension alternative périodique
Tension continue et
tension variable au cours du temps ; tension alternative périodique.
Période.
Valeurs maximale et
minimale d'une tension.
L'oscilloscope
et/ou l'interface d'acquisition, instrument de mesures de tension et de
durée
La fréquence d'une
tension périodique et son unité, le hertz (Hz), dans le Système
International (SI).
Relation entre la
période et la fréquence.
La tension du secteur
est alternative. Elle est sinusoïdale.
La fréquence de la
tension du secteur en France est 50 Hz.
Pour une tension
sinusoïdale, un voltmètre utilisé en alternatif indique la valeur
efficace de cette tension.
Cette valeur efficace
est proportionnelle à la valeur maximale.
B.2 - Puissance et
énergie électriques
Puissance :
Puissance nominale indiquée par un appareil.
Le watt (W) est
l'unité de puissance du Système International (SI).
Énoncé traduisant,
pour un dipôle ohmique, la relation P = U.I où U et I sont des grandeurs
efficaces.
L'intensité du courant
électrique qui parcourt un fil conducteur ne doit pas dépasser une valeur
déterminée par un critère de sécurité.
Le coupe-circuit
protège les appareils et les installations contre les surintensités.
Énergie :
L'énergie électrique E transférée pendant une durée t à un appareil de
puissance nominale P est donnée par la relation
E = P.t
Le joule (J) est
l'unité d'énergie du Système International (SI).
C - DE LA
GRAVITATION... À L'ÉNERGIE MÉCANIQUE
(5 semaines)
C1 - Interaction
gravitationnelle
Présentation
succincte du système solaire.
Action attractive à
distance exercée par /
- le Soleil sur chaque
planète ;
- une planète sur un
objet proche d'elle ;
- un objet sur un
autre objet du fait de leur masse.
La gravitation est une
interaction attractive entre deux objets qui ont une masse ; elle dépend
de leur distance.
La gravitation
gouverne tout l'Univers (système solaire, étoiles et galaxies).
Poids et masse
Action à distance
exercée par la Terre sur un objet situé dans son voisinage : poids d'un
corps.
Le poids P et la masse
m d'un objet sont deux grandeurs de nature différente ; elles sont
proportionnelles.
L'unité de poids est
le newton (N).
La relation de
proportionnalité se traduit par P = m.g
Un objet possède :
- une énergie de
position au voisinage de la Terre ;
- une énergie de
mouvement appelée énergie cinétique.
La somme de ses
énergies de position et cinétique constitue son énergie mécanique.
Conservation d'énergie
au cours d'une chute.
C2 - Énergie cinétique
et sécurité routière
L'énergie cinétique : la relation donnant l'énergie cinétique d'un solide en
translation est :
Ec
= 1/2 m.v2.
L'énergie cinétique se mesure en joules (J).
La distance de freinage croît plus rapidement que la vitesse.
