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ABBOU Exercices Seconde 1

Exercices Seconde


TABLE DES MATIERES

1. PHYSIQUE ............................................................................................................................................................. 3 1.1. UNITÉS ET ORDRES DE GRANDEUR .............................................................................................................................. 3 1.2. ONDES .............................................................................................................................................................................. 6 1.3. MOUVEMENT ET FORCES .............................................................................................................................................. 8 1.4. LUMIÈRE ET SPECTROSCOPIE .................................................................................................................................... 18 1.5. PRESSION ...................................................................................................................................................................... 24 1.6. PHYSIQUE ET MATHS .................................................................................................................................................. 26

2. CHIMIE ................................................................................................................................................................. 27 2.1. ATOMES ........................................................................................................................................................................ 27 2.2. MOLÉCULES .................................................................................................................................................................. 29 2.3. QUANTITÉ DE MATIÈRE .............................................................................................................................................. 31 2.4. TRANSFORMATION CHIMIQUE................................................................................................................................... 33 2.5. TRAVAUX PRATIQUES ................................................................................................................................................. 35

3. DONNEES ............................................................................................................................................................ 37 3.1. ATOMES ........................................................................................................................................................................ 37 3.2. CONSTANTES ................................................................................................................................................................ 37 3.3. DONNÉES DU SYSTÈME SOLAIRE ............................................................................................................................... 37 3.4. LUMIÈRE ....................................................................................................................................................................... 38 3.5. FORMULES MATHÉMATIQUES ................................................................................................................................... 38


1. Physique

1.1. Unités et ordres de grandeur

1. Comparaison d’ordres de grandeur

Un touriste, au pied de la Tour Eiffel voit passer un petit papillon. Une fois attrapé et mesuré, le papillon s’avère mesurer 1,2 cm. Lorsqu’on observe les ailes du papillon au microscope, on

constate qu’y vivent des petits organismes de 80 µm.

Sachant que la Tour Eiffel mesure 330 m, que le touriste mesure 1,85 m, comparer les ordres de grandeur :

Du touriste et de la Tour Eiffel Du touriste et du papillon Des petits organismes et du papillon.

Que peut-on en conclure ?

2. Comparaison d’ordres de grandeur

Une mouche se pose sur une table de la classe S21 à l’EJM.

Sachant que la mouche mesure 5,7 mm, que la table mesure 0,70 m, et qu’un des côtés de l’EJM mesure environ 80 m comparer les ordres de grandeur :

De la table et de la mouche De la table et de l’EJM

Que peut-on en conclure ?

3. Comparaison d’ordres de grandeur Comparer les ordres de grandeurs entre :

un être humain (1,7 m) et la Terre (diamètre 1,3 104 km) une molécule (5,4 nm) et un globule rouge (7,3 µm) paris (diamètre 10 km) et une voiture (longueur 3,5 m)

Que peut-on dire des deux dernières comparaisons ?

4. Ordres de grandeurs

Un moucheron se pose sur la table du dîner. Le petit frère d’Auguste, élève de seconde à l’EJM, se demande de combien il faudrait faire grossir ce moucheron pour lui faire atteindre la taille d’un

hélicoptère.

5. Ordres de grandeurs Annabelle observe les fourmis qui se déplacent dans la cour de son immeuble. Elle les trouve bien petites en comparaison de sa propre taille. Elle se demande : « combien de fois faudrait-il que je

rapetisse pour devenir aussi petite qu’elles ? »


6. Ordres de grandeur

Si on fait grossir un atome de chlore jusqu’à ce que le rayon de son noyau atteigne la dimension

du rayon d’une balle de tennis de table (2,0 cm), à quelle distance du noyau de trouvent rejetés les

électrons ?

7. Ordres de grandeur Choisir la réponse exacte (sans justifier) :

a) Si le Soleil était une balle de 10 cm de diamètre, la Terre se trouverait environ à :

A/ 1,5 m du Soleil B/ 15 m du Soleil C/ 1,5 km du Soleil

b) Si le Soleil était une balle de 10 cm de diamètre, la Terre aurait un diamètre d’environ :

A/ 1 cm B/ 1 mm C/ 10 µm

8. Ordres de grandeurs Choisir la réponse exacte (sans justifier)

a) Si le noyau d’un atome devenait gros comme un ballon de football, à quelle distance du noyau se trouveraient les électrons de l’atome ? :

A/ à 22 m B/ à 22 km C/ à 2,2 * 104 km

b) Une voiture parcourt 153 m en 11 s. Sa vitesse est de :

A/ 14 m.s-1 B/ 13,9 m.s-1 C/ 13,91 m.s-1

9. Conversion d’unités

Convertir les mesures suivantes en utilisant l’unité multiple ou sous multiple du mètre la plus adaptée.

A = 25 *10-3 m B = 0,06 mm C = 37 * 10-7 m D = 68 * 10-10 m E =3,7*104 m

10. Conversion d’unités

Convertir les données suivantes en l’unité indiquée. A = 300 m en km B = 2h et 30 min en s C = 55 km/h en m/s D = 1,5 µm en cm E = 6,4 * 102 nm en µm F = 6,5 * 103 km en m


11. Conversion d’unités et vitesse Paul fait du vélo dans les allées du bois de Boulogne. Il se promène à vitesse constante (36 km/h)

le long d’un axe droit. Il constate qu’il parcourt la totalité de la ligne droite en 70 s. 1°/ Convertir la vitesse de Paul en m.s-1

2°/ Quelle est la longueur de la ligne droite ?

12. Conversion d’unités et vitesse 1°/ Exprimer la vitesse d'une voiture de course (180 km/h) en m/s. 2°/ Cette voiture parcourt 1,5 * 102 m. Combien de temps met-elle?

13. Chiffres significatifs (et conversion d’unités) 1°/ Mesurer l’épaisseur d’une pièce de 2 euros et l’exprimer avec le bon nombre de CS. 2°/ Mesurer l’épaisseur d’une feuille A4 et l’exprimer avec le bon nombre de CS. 3°/ Calculer la vitesse moyenne (en m/s) d’une voiture qui a parcouru

154 m en 11 s 180 m en 13 s 0,260 km en 4,5 s 0,45 km en 16,8 s

Convertir une de ces vitesses en km/h.

14. Incertitudes

Trouver les incertitudes relatives des mesures suivantes. (Rappel : lorsqu’on mesure une valeur A avec une incertitude absolue a, l’incertitude relative IR se

calcule ainsi : IR = a/A ou, en pourcentage, IR’ = 100* a/A)

Longueur 2,0 m 0,50 m 250 km 3,5 mm

Incertitude absolue (IA) 0,030 m 0,020 m 50 m 2,3 µm

Incertitude relative (IR)


1.2. Ondes

15. Caractéristiques d’une onde et vitesse du son 1°/ Les ondes sont des phénomènes qui possèdent une double périodicité. Quelles sont les deux périodes associées à une onde ? Réaliser des graphiques (pas des schémas, mais des courbes !) permettant de représenter ces deux grandeurs. 2°/ Expliquer ce qu’est une onde sonore.

3°/ Michelle veut mesurer la vitesse des ultra-sons à travers de l’huile de moteur. Elle branche un émetteur sur la voie 1 de l’oscilloscope, et un récepteur sur la voie 2 de l’oscilloscope. Elle place l’émetteur et le récepteur dans un bain d’huile de moteur, les positionne face à face, et fait varier la distance qui les sépare. Le document suivant est une capture d’écran de l’oscilloscope réalisée alors que l’émetteur et le récepteur sont distants de 1,2 m.

A l’aide de la capture d’écran ci-dessus, calculer l’écart de temps entre l’émission du signal par le l’émetteur et sa réception par le récepteur (sensibilité horizontale de l’oscilloscope : 0,1 ms/DIV) Calculer la vitesse des ondes sonores dans de l’huile de moteur. 4°/ Elle utilise ensuite une autre méthode : un émetteur à ultra-sons ( f = 5,00 * 105 Hz) qui envoie des ondes sinusoïdales. Elle constate sur l’écran de son oscilloscope que lorsqu’elle écarte l’émetteur E du récepteur à ultra-sons R de 7,0 cm, le signal émis par E et le signal reçu par R se décalent de 20 périodes. Déterminer la vitesse des ondes sonores dans de l’huile de moteur. Les valeurs obtenues aux questions 3 et 4 sont-elles concordantes ?


16. Période, fréquence et vitesse 1°/ Déterminer la période des signaux périodiques suivants.

En déduire leur fréquence.

2°/ Le document suivant représente un plan de coupe d’une houle à un instant précis.

2.1 Déterminer la longueur d’onde de cette houle. 2.2 Un bateau présent en mer lors du passage de cette houle effectue un mouvement d’oscillation verticale. Sachant qu’il effectue 10 oscillations en 50 s, déterminer la période temporelle de cette houle. 2.3 En déduire la vitesse de propagation de la houle.

10 m


1.3. Mouvement et forces

17. Référentiel

Un pilote voiture fait le tour d’un circuit automobile parfaitement ovale. Représenter la trajectoire du pilote : Dans le référentiel de la voiture Dans le référentiel du circuit. Dans le référentiel d’un voyageur assis dans un train longeant un côté du circuit et se déplaçant en ligne droite et à vitesse constante.

18. Référentiel

Un cycliste du Tour de France roule sur une route horizontale à vitesse constante dans un référentiel terrestre.

Décrire la trajectoire d’une main du cycliste accrochée au guidon : Dans un référentiel terrestre Dans le référentiel lié au guidon Dans le référentiel lié à la roue avant du vélo

19. Vitesse

On pose une bille sur une plaque horizontale, puis on lui donne une impulsion afin de la faire rouler. Le document suivant représente la position de la bille toutes les τ = 0,10 s. Les photos one

été prises avec un appareil fixe par rapport au laboratoire.

Calculer la vitesse du centre de la bille. Cette vitesse est-elle constante ?

d = 36 cm


20. Vitesse et vecteur vitesse Le document suivant représente le mouvement d’une bille en acier qui roule sur une plaque quand

elle passe près d’un aimant. Les photos ont été prises toutes les τ = 0,10 s avec un appareil fixe par rapport au laboratoire.

Si le point 1 est le premier point à gauche de la photo, calculer la vitesse de la bille aux points 5 et 7. (il faudra expliquer la façon dont les mesures ont été faites et dont les calculs ont été faits). Le vecteur vitesse est-il constant au cours du mouvement de cette bille?

21. Mouvement et forces

Maxime travaille au laboratoire de chimie de l’EJM. Il doit apporter du matériel de chimie du rez-de-chaussée vers le troisième étage. Il le place sur un chariot, et se dirige vers l’ascenseur.

Lorsque celui-ci ouvre ses portes, il pousse le chariot devant lui et entre. L’ascenseur se met en route, et 25 secondes plus tard, ses portes s’ouvrent au troisième étage.

On souhaite étudier le mouvement du chariot lors de son ascension.

1°/ Donner le système d’étude. 2°/ Choisir un référentiel d’étude galiléen approprié.

La vitesse de l’ascenseur ne reste pas constante au cours du mouvement. Lors d’une première phase, l’ascenseur se met en mouvement, puis, lors d’une seconde phase, il monte à vitesse constante, et enfin, lors d’une troisième phase, il s’arrête progressivement si bien qu’on peut

décomposer son mouvement en trois phases distinctes.

3°/ Décrire la vitesse puis le mouvement du système lors de ces trois phases. 4°/ Que peut-on dire des forces extérieures s’exerçant sur le système lors de ces trois phases (justifier) ? 5°/ Définir les forces extérieures s’exerçant sur le système, et représenter ces forces pour chaque phase du mouvement sur trois schémas différents.


22. Trajectoire, vitesse et forces

La position d’un système (ponctuel) évoluant dans un référentiel galiléen a été enregistrée (figure ci-dessous). Le système se déplace de gauche à droite (du point 1 au point 9 sur la figure).

Les caractéristiques de l’enregistrement sont les suivantes :

l’intervalle de temps séparant deux points est Δt = 0,10 s 1,0 cm sur la la figure ci-dessous représente 2,0 m dans la réalité

. . . . . . . . . 1 9

1°/ Calculer la vitesse du système au point 3 et au point 7. 2°/ Représenter sur la figure le vecteur vitesse au point 3 (choisir et indiquer l’échelle des vitesses). 3°/ Décrire le mouvement du système. 4°/ Que peut-on dire des forces extérieures s’exerçant sur le système au cours de son mouvement (justifier) ?


23. Trajectoires, vitesse et forces

La trajectoire d’une balle de tennis (lorsqu’elle franchit le filet

de la gauche vers la droite) dans un référentiel terrestre est

représentée ci-dessous. L’intervalle de temps séparant

deux positions successives vaut

= 15 ms. Les axes des abscisses et des ordonnées

sont gradués en mètres. L’enregistrement comporte 16 points (le premier étant celui situé en haut à gauche de la

trajectoire)

1°/ Qu’est-ce qu’un référentiel terrestre ? 2°/ Expliquer comment l’enregistrement de cette trajectoire a pu être réalisé. 3°/ Représenter (sur le graphe ci-dessus) les projections de cette trajectoire sur l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées. 4°/ Calculer la vitesse instantanée selon l’axe des abscisses aux points 2, 5, 11, et 14 Que peut-on dire de la trajectoire de la balle selon cet axe ? 5°/ Calculer la vitesse instantanée selon l’axe des ordonnées aux points 6, 9, 11 et 14. 6°/ Si le temps est compté à partir du point 1, au bout de combien de temps la balle arrive-t-elle aux points 6, 9, 11, et 14 ? 7°/ Utiliser les réponses aux questions 5 et 6 pour tracer un graphe représentant la vitesse selon l’axe des ordonnées en fonction du temps. Que peut-on dire de la trajectoire de la balle selon cet axe ? 8°/ Décrire l’ensemble des forces extérieures qui s’exercent sur la balle de tennis. 9°/ A l’aide de la partie 1, que peut-on dire des forces qui s’exercent horizontalement sur cette balle ? Justifier. 10°/ A l’aide de la partie 1, que peut-on dire des forces qui s’exercent verticalement sur cette balle ? Justifier. 11°/ Les réponses aux questions 9 et 10 sont-elles cohérentes avec celle de la question 8 ? 12°/ A l’aide des résultats de la partie 1, calculer la vitesse instantanée au point 11. 13°/ Représenter le vecteur vitesse au point 11 sur la trajectoire ci-dessus (choisir et indiquer une échelle adaptée).

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25h

aute

ur

(m)

distance horizontale (m)


24. Trajectoires, vitesse et forces

On donne ci-dessous la chronophotographie du mouvement du centre G d’un palet glissant sur une patinoire plane et horizontale. Le temps entre chaque photographie est de T = 0,40 s.

(échelle : 1,0 cm représente 1,0 m):

1°/ Définir le système et le référentiel d’étude. 2°/ Calculer la vitesse moyenne entre les points G0 et G7. 3°/ Calculer la vitesse instantanée au point G2. 4°/ Comment peut-on qualifier la trajectoire entre les points G0 et G4 ? Les forces extérieures s’exerçant sur le système se compensent elles ? Faire l’inventaire des forces extérieures qui s’exercent selon vous sur ce système. 5°/ Comment peut-on qualifier la trajectoire entre les points G4 et G7 ? Les forces extérieures s’exerçant sur le système se compensent elles ? Les forces extérieures s’exerçant sur le système sont-elles les mêmes entre les points G0 et G4 et entre les points G4 et G7 ?

G0

G5

G1 G4

G2 G3

G6

G7


25. Forces et mouvement

Un solide sur une table plate et horizontale est soumis à trois forces extérieures représentées sur le schéma suivant (numérotées de 1 à 3)

1°/ L’une de ces forces peut-elle être la force gravitationnelle exercée par la Terre sur l’objet ? Si oui, laquelle ? 2°/ Les forces extérieures s’exerçant sur le livre se compensent-elles ? (la démonstration doit être rigoureuse et peut nécessiter d’utiliser une règle graduée et un crayon) 3°/ Que peut-on en déduire quant au mouvement du livre dans le référentiel de la table ?

26. Coordonnées des forces Un système (en gris) est soumis à trois forces (F1, F2, et F3) qui se compensent. Sachant que la valeur de P est de 450 N, déterminer les coordonnées des forces F1 et F2 (dans le repère représenté sur le schéma)

3

2

1

22°

40° F

1

F2

P

O x

y


27. Coordonnées des forces Un système (en gris) est soumis à trois forces (F1, F2, et F3) qui se compensent. Sachant que la valeur de P est de 450 N, déterminer les coordonnées des forces F1 et F2 (dans le repère représenté sur le schéma)

28. Equilibre d’une pancarte

Une enseigne de masse m = 55,0 kg est immobile, suspendue par deux câbles accrochés sur deux murs

verticaux (α = β =20,0°). 1°/ Quelles sont les forces extérieures exercées l’enseigne?

Représenter ces forces sur le schéma. 2°/ Déterminer les valeurs T1 et T2 des tensions des câbles en fonction de m, g et α.

Calculer les valeurs T1 et T2. 3°/ Les câbles peuvent-ils être horizontaux ? Pourquoi ? Supposons maintenant que les deux angles ne soient

plus identiques (α > β) comme indiqué dans le schéma ci-dessous :

4°/ Déterminer quelle est la tension la plus grande?

70° 31°

F1

F2

P O

x

y

β α

β α


29. Force gravitationnelle 1°/ Donner l’expression de la force gravitationnelle entre deux objets de masses respectives m1 et m2 et dont les centres sont distants de d (ne pas oublier de mentionner les unités). 2°/ Calculer la valeur de la force gravitationnelle exercée par le Soleil sur la Terre. 3°/ Comparer la valeur de la forces gravitationnelle exercée par la Terre sur le Soleil à la valeur de la force trouvée à la question 2°/. On place un objet sur la droite joignant le centre de la Terre et le centre du Soleil, entre la Terre et

le Soleil. 4°/ Réaliser un schéma et représenter les forces exercées par le Soleil et par la Terre sur l’objet.

A quelle distance de la Terre doit être l’objet pour que la force attractive exercée par le

Soleil sur l’objet soit égale à la force attractive exercée par la Terre sur l’objet ?

30. Force gravitationnelle 1°/ Donner la définition du poids d’un objet sur Terre. 2°/ Rappeler l’expression de la force gravitationnelle entre deux objets de masses respectives m1 et m2 et dont les centres sont distants de d.

Justifier l’unité de G.

3°/ Indiquer si les propositions suivantes sont vraies ou fausses (on justifiera précisément lorsqu’une proposition est fausse. Je rappelle qu’un contre-exemple suffit à invalider une proposition)

a) La masse d’une pomme n’est pas la même sur Terre et sur la Lune. b) Le poids d’une pomme n’est pas le même sur la Terre et sur la Lune. c) Le poids est toujours perpendiculaire au sol.

4°/ Calculer la forces gravitationnelle exercée par :

La Terre sur un éléphant (de masse 1,5 * 103 kg) allongé sur le sol. Un éléphant (même masse que le précédent) et un enfant posé sur son dos. Que peut-on en conclure ?


31. Gravitation et satellite géostationnaire

Un satellite de la Terre est un objet qui tourne autour de la Terre. La Lune est le seul satellite naturel de la Terre et tourne autour de la Terre en approximativement 29 jours. Un satellite est

qualifié de géostationnaire lorsqu’il met 24 heures pour effectuer une rotation complète autour de la Terre.

1°/ Expliquer pourquoi un satellite géostationnaire semble immobile à un observateur sur Terre.

Quelle est la vitesse du satellite dans le référentiel terrestre ? Sachant que l’altitude d’un satellite géostationnaire au-dessus de la surface de la Terre est de 36 x 103 km, calculer sa vitesse moyenne au cours d’une rotation complète autour de la Terre (dans le référentiel géocentrique). Un satellite géostationnaire, de masse m = 1,5 tonnes se situe à une altitude h = 36 x 103 km de la

surface de la Terre. 2°/ Donner l’expression de la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur le satellite. Calculer la valeur de cette force.

Une météorite de masse M = 1,5 x 105 kg passe à proximité du satellite (la distance la plus

petite séparant les centres du satellite et de la météorite est de d = 1,0 x 102 m). 3°/ Donner l’expression de la force d’interaction gravitationnelle s’exerçant entre la météorite et le satellite, puis calculer la force maximale exercée par la météorite sur le satellite.

La trajectoire du satellite est-elle sensiblement modifiée par le passage de la météorite ? (justifier précisément la réponse).

32. Gravitation On place un objet sur la droite joignant le centre de la Terre et le centre du Soleil, entre la Terre et

le Soleil.

A quelle distance de la Terre doit être l’objet pour que la force attractive exercée par le Soleil soit égale à la force attractive exercée par la Terre ?

33. Champ de gravitation terrestre La Terre, qui possède une masse MT et un Rayon RT, exerce une force gravitationnelle sur un objet de masse m, situé à une altitude h par rapport à la surface de la Terre. Lorsque l’objet est sur le sol (c’est-à-dire lorsque h = 0), cette force s’exprime par F = m * g0, et lorsqu’il n’est plus en contact avec le sol, l’expression devient F = m * g. 1°/ Montrer que g0 = G * MT/RT

2 2°/ Déterminer l’expression littérale de g en fonction de G, MT, RT, et h.

En déduire que

2

0

hR

Rgg

T

T

3°/ Déterminer l’altitude h à laquelle g = g0/2 4°/ Tracer la courbe de g en fonction de h.

RT

h


34. QCM général Indiquer si les propositions suivantes sont vraies ou fausses (on justifiera précisément lorsqu’une proposition est fausse. Je rappelle qu’un contre-exemple suffit à invalider une proposition)

a) La masse d’une pomme n’est pas la même sur Terre et sur la Lune. b) Le poids d’une pomme n’est pas le même sur la Terre et sur la Lune. c) Le poids est toujours perpendiculaire au sol. d) La Lune est immobile dans le référentiel géocentrique. e) La trajectoire d’un système dépend du référentiel. f) La vitesse d’un système ne dépend pas du référentiel.


1.4. Lumière et spectroscopie

35. Réfraction à la surface de l’eau

Un rayon laser se propageant dans l’air heurte une surface plane et horizontale d’eau liquide. L’angle incident est de 35°.

1°/ Faire un schéma de la situation 2°/ Calculer l’angle réfracté à l’intérieur de l’eau. 3°/ Un autre rayon se propageant dans l’air se réfracte dans l’eau avec un angle réfracté de valeur ieau = 27°. Calculer la valeur de l’angle incident. 4°/ Le rayon laser heurte maintenant une surface plane d’un liquide inconnu. L’angle incident vaut 26° et l’angle réfracté vaut 18°. Quel est l’indice de réfraction du liquide inconnu. Est-ce de l’eau liquide ?

36. Réfraction dans un prisme

On considère un prisme en verre dont la section est un triangle isocèle ABC en A (l’angle BAC = 30°). On envoie un rayon de lumière monochromatique perpendiculairement à la face AB. Le prisme possède l’indice de réfraction n = 1,5. L’air possède un indice de réfraction

n = 1,0. 1°/ Prolonger sur la figure ci-contre le rayon jusqu’au point J (point où le rayon arrive que le côté AC). 2°/ Calculer l’angle IJA. 3°/ Prolonger sur la figure ci-contre le rayon lorsqu’il sort du prisme au point J, et représenter l’angle réfracté en J. 4°/ Calculer la valeur de l’angle réfracté en J. 5°/ Reprendre les questions 2°/ et 4°/ dans le cas où le triangle est équilatéral. Le rayon peut-il ressortir par la face AC ? Conclure.

37. Réfraction sous-marine 1°/ Un sous-marin envoie un rayon laser en direction de la surface de l'eau, qui est parfaitement plane et horizontale (aucun vent). Le rayon sort de l'eau avec un angle de 50° avec la verticale. Quel est l'angle que fait le rayon laser avec la verticale lorsqu'il est dans l'eau? 2°/ Lorsque la mer s'agite un peu, le rayon laser qui émerge de la surface de l'eau change de direction en permanence, et il arrive même que pendant quelques instants, il disparaisse. Expliquer ce phénomène.

A

B C

I


38. Cuisine et réfraction

Gerald décide de préparer des frites de pomme de terre. Il vers 2 litres d’huile d’arachide dans une grande casserole, y

verse les frites et utilise une cuillère en bois pour bien les répartir dans la casserole. Il constate alors que sa cuillère en bois qui est droite et rigide donne l’impression de se tordre lorsqu’elle pénètre dans l’huile si bien qu’elle lui apparait

comme une ligne brisée (voir la photo ci-contre) 1°/ A l’aide de quel phénomène physique peut-on interpréter cette observation ? Donner en quelques lignes une interprétation (5 lignes maximum) 2°/ Représenter à l’aide d’un schéma le trajet suivi par un rayon de lumière provenant de la cuisine et pénétrant dans l’huile de la casserole (la surface de l’huile est plane et horizontale) 3°/ Si l’angle incident du rayon de lumière est de 56,0°, calculer l’angle réfracté dans l’huile.

39. Effet d’optique dans une baignoire

Une pièce de deux euros posée au fond d'une baignoire remplie d'eau apparaît elle plus grande, de même dimension, ou plus petite que lorsque la baignoire était vide ? Expliquer à l'aide d'un

schéma.

40. Fibre optique Une fibre optique est un cylindre constitué :

d’un cœur central, fait d’un matériau d’indice de réfraction n1 = 1,62 d’une gaine entourant le cœur, faite d’un matériau d’indice de réfraction n2 =1,52

Des rayons de lumière, également appelées ondes électromagnétiques, se propagent à l’intérieur du cœur de la fibre et transmettent de ce fait des informations d’un bout à l’autre de la fibre. 1°/ Rappeler les lois de Descartes à la réfraction. 2°/ Le milieu dans lequel se propage le rayon incident est l’air. Calculer l’angle réfracté à l’intérieur du cœur. 3°/ Déterminer l’angle incident avec lequel le rayon frappe la gaine. Ce rayon est-il réfracté dans la gaine ou réfléchi à l’intérieur du cœur ? 4°/ Déterminer l’angle incident maximal αmax au-delà duquel le rayon n’est plus confiné au sein du cœur de la fibre optique (difficile).

Gaine: n2 = 1,52

Coeur: n1 = 1,62

Gaine: n2 = 1,52 Rayon incident

α = 30°


41. Réfraction dans une goutte d’eau

L’eau est un milieu dispersif. Ainsi, son indice de réfraction dépend de la longueur d’onde de la radiation qui la traverse (pour une radiation rouge, nR = 1,3289, et pour une radiation bleue, nB

= 1,3403). Un rayon du Soleil vient heurter une goutte d’eau (schéma ci-contre).

1°/ Représenter qualitativement le trajet des rayons rouge et bleu à travers la goutte d’eau. 2°/ Si α = 35,00°, calculer les angles de réfraction de ces deux rayons (l’indice de réfraction de l’air vaut n = 1,0003 pour toutes les radiations). Quel est le phénomène naturel qui est dû à cette propriété de l’eau ?

42. Spectre d’émission Une ampoule contient un gaz dont on présente le spectre d’émission

1°/ Quelle expérience doit on effectuer afin d’observer ce spectre d’émission ? (description de l'expérience ET schéma)) 2°/ Déterminez le nom du gaz contenu dans l’ampoule (il faut justifier) On donne ci-dessous les principales raies d’émission des trois gaz suivants (en nm) : Xénon : 418 ; 433 ; 446 ; 508 ; 529 ; 534 ; 542 ; 547 ; 598 ; 605 ; 610 ; 660 Hélium : 447 ; 471 ; 492 ; 501 ; 587 ; 668 Néon : 439 ; 443 ; 585 ; 597 ; 618 ; 640 ; 660

43. Spectre d’émission On dispose d’une lampe à vapeur de Mercure dont le spectre d’émission est donné ci-dessous.

1°/ Comment obtient on ce type de spectre ? 2°/ Donner les longueurs d’onde des différentes raies. 3°/ On dispose au laboratoire d’un filtre jaune, d’un filtre orange, et d’un filtre violet. A l’aide de la lampe et d’un de ces filtres, peut-on obtenir une lumière pratiquement monochromatique ? Quelle est la longueur d’onde de la radiation ainsi isolée ?

α


44. Spectre d’absorption

Le spectre d’absorption du Lithium est donné ci-dessous

1°/ Décrire l’expérience qui a permis d’obtenir ce spectre. 2°/ Déterminer les longueurs d’onde des raies absorbées par le Lithium (uniquement celle comprises entre 450 nm et 700 nm). 3°/ Lorsque l’on jette dans une flamme une poudre contenant du Lithium, la flamme se colore en rose fuchsia. Comment interpréter cette observation ? Quelle est la radiation monochromatique que l’on parvient à isoler lorsque l’on filtre la lumière issue de la flamme avec un filtre de couleur rouge ?


45. Spectre d’émission et d’absorption On donne quelques spectres d’émission.

Hydrogène : 653 nm et 486 nm Sodium : 589 nm et 589,6 nm

1°/ Donner l’allure des spectres de raie d’émission de ces espèces. 2°/ Déterminer les couleurs de raies émises. Une solution présente le spectre

d’absorption suivant. 3°/ Quelle peut-être la couleur de cette solution ?

Rigel, une supergéante bleue (A), Antarès une supergéante

rouge (B) et le Soleil (C) présentent des températures de

surface très élevées. Ces températures ont été relevées

par un élève de seconde (2 000 °C, 6 000 °C et 20 000 °C).

Cependant, l’élève a oublié de préciser à quelle étoile correspondait quelle

température. 4°/ Quelle est la correspondance correcte entre les étoiles et les températures de surface ?


46. Radiations et température

La photographie représente la galaxie NGC 132. Elle a été obtenue au moyen d’un télescope très performant. Le cœur de la galaxie apparaît jaune, les étoiles de la première couronne apparaissent rouges, alors que les étoiles qui sont très éloignées du centre

apparaissent bleues.

1°/ La couleur des étoiles permet de distinguer les plus chaudes des plus froides ; expliquer pourquoi. 2°/ Indiquer où sont situées les étoiles les plus chaudes, et les étoiles les plus froides. 3°/ La température des étoiles de cette galaxie va de 3500°C à 25000°C. Est-ce la température du cœur des étoiles ? Sinon, préciser à quoi correspondent ces températures.


1.5. Pression

47. Pression dans un gaz

Un gaz est enfermé à pression atmosphérique (1,013 bar) dans une enceinte de 2,5 L. La température à l’intérieur de l’enceinte est d’environ 20°C.

1°/ Calculer le nombre de mole de gaz présent dans cette enceinte. 2°/ Le volume de l’enceinte est diminué à 2,0L sans que ni la température ni le nombre de mole de gaz ne change. Quelle est la pression qui règne à l’intérieur du gaz ?

48. Pression dans un liquide et dans un gaz Un plongeur descend dans une eau salée de masse volumique ρ = 1,02 * 103 kg.m-3. La valeur de la pression atmosphérique ce jour-là est de P0 = 1,00 * 105 Pa, et la température extérieure est de

20°C.

1°/ a) Donner l’expression littérale de la pression P à l’intérieur de l’eau en fonction de la profondeur d’immersion h. b) Représenter le graphique de l’évolution de la pression à l’intérieur de l’eau en fonction de la profondeur d’immersion et calculer la valeur du coefficient directeur de la droite obtenue. 2°/ Quelle est la valeur de la pression à 80 m de profondeur ?

Le plongeur expire une bulle d’air de 10 mL alors qu’il se trouve à 80 m de profondeur. Le rayon de la bulle est de 8,4 mm. Elle se met immédiatement à remonter vers la surface. On suppose que tout au long de sa remontée, la quantité de matière de gaz contenu dans la bulle reste la même.

3°/ a) Quel sera le volume de la même bulle d’air lorsqu’elle sera sur le point d’atteindre la surface de l’eau ? b) Quel sera le rayon de la bulle d’air lorsqu’elle sera sur le point d’atteindre la surface de l’eau ? c) Combien de moles de gaz cette bulle contient-elle ? 4°/ À quelle profondeur la pression sera-t-elle de 4,0 * 10 5 Pa ?


49. Force et pression

Un gaz est contenu dans un cylindre (hauteur : H = 15,0 cm ; Surface : S = 80,0 cm2).

Un piston de masse négligeable recouvre la partie supérieure du cylindre si bien que l’intérieur du cylindre est hermétiquement fermé : aucun gaz ne peut ni entrer ni sortir de l’intérieur du cylindre.

La pression à l’intérieur et à l’extérieur du piston vaut P0 = 1,00 * 105 Pa

1°/ Calculer le volume du gaz contenu dans le cylindre

a) en cm3 b) en m3

2°/ a) Calculer la force pressante exercée sur le piston :

par l’air situé à l’intérieur du cylindre (FP, int) par l’air situé à l’extérieur au cylindre (FP, ext)

b) Le piston est-il en mouvement ? Justifier.

Un objet de masse m = 20,4 kg est posé sur le dessus du piston.

Celui-ci s’enfonce légèrement et se stabilise. La hauteur du piston par rapport à sa base est notée H’. 3°/ a) Expliquer qualitativement pourquoi : Le piston s’enfonce Le piston se stabilise

b) Calculer la valeur de la pression de l’air situé à l’intérieur du cylindre.

c) En déduire la valeur H’.

h = 15 cm

S = 80 cm2

Piston

H’

Objet


1.6. Physique et maths

50. Jeu de variables P * V = n * R * T Exprimer T en fonction de n, R, P, et V. P = R * I2 Exprimer I en fonction de P et R. 1/R = 1/R1 + 1/R2 Exprimer R en fonction de R1 et R2.

20

1c

v

mm

Exprimer v en fonction de m, m0 et c.

3

3

4RV Exprimer R en fonction de V.

51. Extraction par solvant

L’extraction par solvant est un processus consistant à extraire une espèce chimique X d’une solution à l’aide d’un solvant extracteur, dans lequel cette espèce est davantage soluble que dans la solution d’origine.

L’efficacité du processus est définie par le coefficient de partage K, qui est le rapport de la concentration de l’espèce chimique dans le solvant extracteur ([X]E) sur la concentration de l’espèce

chimique dans la solvant d’origine ([X]O) : O

E

X

XK

Pour purifier une eau, on veut extraire X qui y a été introduit accidentellement. Pour cela, le solvant extracteur est le cyclohexane. Le coefficient de partage de X entre le cyclohexane et l’eau est K = 20,00.

On dispose d’un volume VE = 1,000 L de cyclohexane pour extraire n0 = 1,000 mol de X d’un volume initial VO = 1,000 L d’eau. 1°/ Lorsqu’on « mélange » le volume VO de solution et le volume VE de cyclohexane, quelle quantité de X parvient-on à en extraire ? 2°/ Lorsqu’on « mélange » le volume VO de solution et un volume de 500 mL de cyclohexane, quelle quantité de X parvient-on à extraire ?

3°/ Quelle quantité de X parvient-on donc à extraire lorsqu’on procède en deux étapes : Etape 1 : on « mélange » 500 mL de cyclohexane avec VO, ce qui permet d’extraire une certaine quantité de X dans les 500 mL de cyclohexane que l’on sépare alors de la solution aqueuse. Etape 2 : on « mélange » à nouveau 500 mL de cyclohexane avec la solution aqueuse, ce qui permet d’extraire une nouvelle quantité de X dans les nouveaux 500 mL de cyclohexane.

4°/ En combien d’étapes faut-il procéder pour parvenir à extraire 99,5 % du X en solution dans l’eau ?


2. Chimie 2.1. Atomes

52. Composition, structure électronique 1°/ Pour chacune des entités suivantes :

Al Ar Na Mg2+ F-

Déterminer : la structure électronique la couche externe le nombre d'électrons externes 2°/ Donner la structure électronique de

1123Na+ 12

6C 49Be2+ 17

35Cl- 3°/ Donner un isotope de 18

8O 4°/ Donner la composition de 20

40Ca2+

53. Liaisons covalentes et doublets non liants Déterminer le nombre de liaisons covalentes ainsi que le nombre de doublets non liants pour chacun des atomes suivants :

C Cl N O

54. Identification d’un isotope

1°/ Un atome de Chlore (Cl) possède une masse de 6,18 * 10-26 kg. De quel isotope s’agit-il ?

(il faudra impérativement justifier la réponse)

2°/ Combien un atome de Chlore possède-t-il d’électrons ?

En déduire le nombre de liaison(s) covalente(s) faite(s) par cet atome. Représenter la formule de Lewis de la molécule de dichlore (Cl2)

55. Isotope Le Carbone présente de nombreux isotopes. Dans n’importe quel échantillon de Carbone présent dans une matière vivante, on trouve une grande proportion de « Carbone 12 », mais également

une petite proportion de « Carbone 14 ». 1°/ Donner la définition du mot isotope 2°/ Sachant que le numéro atomique (valeur de Z) du Carbone est de 6, détailler la composition d’un noyau de Carbone 14 et de Carbone 12. 3°/ Représenter le schéma d’un atome de Carbone 14 (on fera attention à représenter le bon nombre de ses constituants).


4°/ Quelle est l’ordre de grandeur de la taille de son noyau, et de la taille de cet atome ?

56. Identification d’un élément A partir des informations suivantes, déterminer la position et le nom de l’élément concerné dans la classification périodique :

L’anion de l’élément X a pour structure électronique (K)2(L)8 et la charge QX de son noyau est égale à 1,12.10-18C.

57. Identification du numéro atomique Un atome de Cuivre possède un noyau dont la charge est de 4,64 10-18 C. La masse de cet atome

est de 1,05 10-25 kg. 1°/ Rappeler la formule permettant de calculer de manière approchée la masse d’un atome. En déduire la valeur de A pour cet atome. 2°/ A l’aide de la charge du noyau de cet atome, calculer le nombre de protons contenus dans le noyau de cet atome. En déduire la valeur de Z pour cet atome. 3°/ En déduire la composition de l’atome (protons, neutrons, électrons).


2.2. Molécules

58. Formule brute Donner la formule brute des 6 molécules suivantes

59. Formule topologique Représenter la formule topologique de

H

H

HH

HH

H

H

OH

CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - OH

OH

NH

O

O O

O

OH

OH OH

OH OH

OH

OH

OH

Paracétamol Saccharose


60. Formule de Lewis Donner la représentation de Lewis de :

O

, de

O

, du dioxyde de carbone CO2.

61. Isomères 1°/ Parmi les molécules suivantes il y a deux molécules qui sont isomères. Lesquelles ? Donner leur formule brute.

OH

OH

O O

2°/ Déterminer (au moins) 8 isomères de formule brute C4H8O 3°/ Trouver 6 isomères ayant pour formule brute C4H7N (les noter en utilisant la notation topologique)

62. CRAM Donner une représentation de CRAM de

CH3CH2OH CH3OH

63. Formules brutes possibles Existe-t-il une molécule ayant pour formule brute C7H18 ? Pourquoi ?


2.3. Quantité de matière

64. Applications simples 1°/ Calculer la masse molaire de CuSO4 C3H8O MnO4

- 2/ Calculer la quantité de matière : correspondant à 2,47 * 1021 atomes de C. correspondant à 1,5 g de NaCl. correspondant à 2,4 * 10-2 kg de CO2. correspondant à 6,7 L de gaz O2 dans les conditions normales de T et de P. de glucose (C6H12O6) dans 15 mL d’une solution aqueuse de glucose à la concentration 2,7 * 10-1 mol.L-1. de sel (NaCl) dans 50 mL d’une solution d’eau salée à la concentration 12 g.L-1. 3°/ 25 mL d’une solution de concentration 4,2 * 10-3 mol.L-1, sont versés dans une fiole jaugée de 100 mL. La fiole est ensuite complétée par de l’eau distillée jusqu’au rait de jauge. Quelle est la concentration de la solution ainsi fabriquée ? 4°/ Donner une description succincte de la préparation de 50 mL d’une solution d’eau salée à la concentration 3,6 * 10-1 mol.L-1 des deux façons suivantes : Par dissolution de sel dans de l’eau distillée. Par dilution d’une solution mère d’eau salée de concentration 0,90 mol.L-1.

65. Sulfate de Cuivre Hydraté On pèse une masse m1 = 5,00 g de sulfate de cuivre hydraté (sa formule chimique est : CuSO4, p

H2O où p est un nombre entier). Il est alors déshydraté à l’aide d’un bec Bunsen. La masse de sulfate de cuivre déshydraté (CuSO4) est alors de m2 = 3,20 g.

1°/ Déterminer le nombre de mole de CuSO4 après déshydratation. 2°/ Déterminer la masse d’eau qui s’est évaporée, puis le nombre de mole d’eau qui s’est évaporé. 3°/ Déterminer alors le degré d’hydratation, p, du sulfate de cuivre hydraté (CuSO4, p H2O).


66. Identification d’un gaz inconnu

Un ballon en verre indéformable (de volume V = 6,0 L) est totalement vidé grâce à une pompe aspirante. On pèse ce ballon et on trouve une masse m0 = 117,0 g.

Un gaz pur inconnu est ensuite introduit dans le ballon. On pèse le ballon et on trouve m1 = 124,0 g.

La température ainsi que la pression au sein de ce ballon rempli du gaz inconnu sont de 20°C et 1,013 105 Pa : le volume molaire est alors de Vm = 24,0 L.mol-1

1°/ Quel est le nombre de mole du gaz inconnu que contient le ballon ? 2°/ Quelle est la masse de du gaz inconnu contenu dans le ballon ? 3°/ Calculer la masse molaire des molécules suivantes (qui sont en phase gaz à la température et à la pression de l’expérience) : N2, CO2, O2 4°/ En déduire la formule du gaz inconnu.

67. Masse de l’air 1°/ Montrer que l’ordre de grandeur du nombre de mole d’air que contient la salle de classe est de 104 mol (on détaillera le raisonnement ainsi que le calcul)

2°/ Sachant que l’air est constitué de 80% de N2 et de 20% de O2, calculer la masse molaire de l’air.

3°/ Déduire des questions 1°/ et 2°/ la masse d’air contenue dans cette salle.

68. Dissolution On désire fabriquer une solution aqueuse de saccharose (C12H22O11) de 200 mL de concentration

C = 2,5 10-2 mol.L-1. 1°/ Quelle masse de saccharose doit-on peser pour faire cette solution ? 2°/ Quel matériel doit-on utiliser pour faire cette solution ?

69. Dilution Calculer la concentration d’une solution fille réalisée à partir de 10,0 mL d’une solution mère de concentration 2,0 * 10-1 mol.L-1 et d’une fiole jaugée de 200 mL (il faut justifier la réponse). Quel outil a-t-on utilisé pour prélever la solution mère ?


2.4. Transformation chimique

70. Equilibrage d’équation Equilibrer les équations bilan suivantes :

C4H10 + O2 = CO2 + H2O Fe + O2 = Fe2O3

H2 + N2 = NH3 Cu2+ + Al = Cu + Al3+

71. Glycolyse

La glycolyse est un des moyens qu’a l’organisme d’assimiler le glucose (C6H12O6). Cette réaction chimique où le glucose est le seul réactif, se produit dans le cytoplasme des cellules et produit de l’acide pyruvique (CH3 – CO – COOH) ainsi que du dihydrogène (H2) sous forme de gaz. 1°/ Ecrire l’équation bilan équilibrée de la réaction. 2°/ Déterminer le nombre de mole de H2 produit lors de la transformation de 1,56 g de glucose. 3°/ Déterminer le volume de H2 que cela représente.

72. Formation du Chlorure d’Argent On mélange

10 mL d’une solution aqueuse de nitrate d’Argent (Ag+, NO3-) : CAgNO3 = 1,5 * 10-2 molL-1

avec 50 mL d’une solution d’eau salée (Na+; Cl-) de concentration en sel CNaCl = 3,0 * 10-3 mol.L-1. Un solide blanc qui noircit à la lumière se forme, le Chlorure d’Argent (AgCl). 1°/ Ecrire et équilibrer l’équation bilan de la réaction chimique. 2°/ Déterminer l’état final du système. 3°/ Déterminer la masse de solide formé.

73. Combustion du méthane Le méthane (CH4) est un gaz à température ambiante. Sa combustion dans le dioxygène (O2) produit du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O), tous les deux sous forme gazeuse. 1°/ Ecrire et équilibrer l’équation bilan de la réaction. 2°/ Déterminer l’état final de la réaction lorsque l’on mélange 1,0 mole de méthane avec 2,0 mole de Dioxygène 3°/ Déterminer la variation du nombre de mole de gaz lors de cette réaction chimique. Quelle pourrait être la conséquence de cette variation si la réaction se produisait dans un ballon hermétiquement fermé?


74. Combustion du propane Le propane (C3H8) est un gaz à température ambiante. Sa combustion dans le dioxygène (O2) produit du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O), tous les deux sous forme gazeuse. 1°/ Ecrire et équilibrer l’équation bilan de la réaction. 2°/ Quelle quantité de Dioxygène faut-il pour effectuer la combustion totale de 3,0 g de propane? 3°/ Déterminer la variation du volume de gaz lors de cette réaction.

75. Fermentation alcoolique

La fermentation alcoolique du glucose est une réaction où le glucose (C6H12O6) se transforme en éthanol (C2H6O) et en dioxyde de carbone (CO2) selon l’équation bilan suivante: C6H12O6 2 C2H6O + 2 CO2 Elle permet de transformer le jus de raison en vin. Un vin possède un degré d’alcool de 12,0° si dans 100 mL de vin, il y a 12,0 mL d’éthanol pur. Une bouteille de vin contient 0,750 L de vin. 1°/ Montrer qu’une bouteille de vin à 12,0° contient n = 1,5 mol d’éthanol pur. 2°/ A l’aide de l’équation bilan, déterminer le nombre de mole de glucose qui a été nécessaire pour produire cette quantité d’éthanol. En déduire la masse de glucose qui a été nécessaire. 3°/ Quelle est le nombre de mole de CO2 qui a été formé? Comment peut-on expliquer la formation de bulles dans le vin de Champagne?


2.5. Travaux pratiques

76. Miscibilité On mélange de l’huile et de l’eau dans un tube à essais. On constate que les deux liquides ne se

mélangent pas. 1°/ Faire un schéma de l’expérience. 2°/ Donner une méthode simple pour déterminer lequel des deux liquides se trouve au-dessus de l’autre. 3°/ D’après votre expérience personnelle, quel est le liquide qui se trouve au-dessus ?

77. Chromatographie On cherche à identifier un médicament (noté X). Pour cela, on réalise une chromatographie sur couche mince des 5 produits suivants : l’aspirine (notée A), l’acétaminophène (B), la caféine (C), la phénacétine (D), et le médicament X La plaque chromatographique a les dimensions suivantes : largeur = 8 cm ; hauteur = 12 cm ; La ligne de dépôt est située 1 cm au-dessus du bas de la plaque chromatographique. Après élution, les résultats suivants sont obtenus :

- le front de l’éluant (ou front de solvant) s’est arrêté à 1 cm du haut de la plaque chromatographique.

- Pour les références, on trouve :

Espèce chimique Aspirine Acétaminophène Caféine Phénacétine

Rf (rapport frontal) 0,85 0,50 0,31 0,72

- Pour X, on trouve 3 tâches dont les Rf sont respectivement à 0,13 ; 0,50 et 0,86.

1°/ Faire un schéma légendé de la plaque chromatographique après élution à l’échelle 1/1 (on justifiera la position d’au moins une tâche) 2°/ On dit que la chromatographie est une technique d’identification. Expliquer en quelques lignes comment on peut identifier ce qui constitue le médicament X.

Quels sont les facteurs qui influencent la hauteur de migration d’une espèce chimique le long d’une plaque chromatographique ?

78. Chromatographie Une chromatographie de deux pigments, l’un rouge, et l’autre bleu, est réalisée en laboratoire. La distance parcourue par l’éluant à partir de la ligne de dépôt est de 14,1 cm, celle parcourue par le pigment rouge est de 7,4 cm et celle parcourue par le pigment bleu est de 0,8 cm. Calculer les rapports frontaux pour chaque pigment.


79. Dissolution, dilution… Hervé dispose du matériel suivant :

Beaucoup de fioles jaugées de 20,0 mL, 50,0 mL, 100,0 mL, et 200 mL Beaucoup de pipettes jaugées de 5,00 mL, 10,0 mL et 20,0 mL et d’une propipette De béchers, d’une pissette d’eau distillée, de spatules, d’un entonnoir… D’une balance (précise à 0,1 g près) D’un récipient contenant du sel solide

1°/ Il veut préparer 200 mL d’une solution d’eau salée à la concentration massique de 10 g.L-1. Indiquer succinctement (pas plus de 10 lignes) comment il doit procéder. 2°/ Son professeur lui demande maintenant de préparer une solution d’eau salée de 100 mL à la concentration molaire de 2,5 * 10-1 mol.L-1 Quelle masse de sel solide doit-il peser afin de préparer cette solution ? 3°/ Son professeur passe à travers les rangs et ramasse tous les récipients contenant du sel solide puis demande à ses élèves de préparer une nouvelle solution de 100 mL d’eau salée de concentration 5,0 * 10-2 mol.L-1. Indiquer succinctement (pas plus de 10 lignes) comment Hervé doit procéder.


3. Données

3.1. Atomes

Classification périodique des éléments (3 premières lignes)

H He Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Masses molaires

Elément H N Pb C O Mn K Al S Ca Cl Na Fe Ag Cu

M (g.mol-1)

1,0 14,0 207,2 12,0 16,0 54,9 39,1 27,0 32,1 40,1 35,5 23,0 55,8 107,9 63,5

Z 1 7 82 6 8 25 19 13 16 20 17 11 26 47 29

3.2. Masses volumiques Ethanol liquide: ρ = 0,79 kg/L Huile d’olive ρ = 0,920 kg/L Glycérine ρ = 1,26 kg/L Eau de mer ρ = 1,03 kg/L Eau pure liquide : ρ = 1,00 kg/L Eau pure solide ρ = 0,90 kg/L

3.3. Constantes Vitesse de la lumière dans le vide (et dans l’air): c = 3,00 * 108 m.s-1 Volume molaire d’un gaz (A T = 20°C et P = 1,0 bar): Vm = 24,0 L.mol-1 Constante de la gravitation universelle : G = 6,67 x 10-11 N.kg-2.m2 Charge élémentaire : e = 1,6.10-19C masse proton : mp = 1,673 10-27 kg masse neutron : mn = 1,675 10-27 kg masse électron : me = 9,1 10-31 kg

3.4. Données du système solaire Masse de la Terre : MT = 6,0 x 1024 kg Rayon de la Terre : R = 6,4 * 103 km Masse de la Lune : ML = 7,35 x 1022 kg Distance Terre-Soleil : DTS = 1,50 108 km Masse du Soleil : MSoleil = 1,97 1030 kg


3.5. Lumière

Indices de refraction

indice de réfraction de l'eau liquide: neau = 1,33 indice de réfraction de l'air: nair = 1,00 indice de réfraction du verre flint (pour λ = 750 nm): nverre = 1,59 indice de réfraction de l’huile d’arachide : n = 1,46

Longueurs d’onde et couleur

Violet Vert Jaune Orange Rouge

380 nm à 450 nm 495 nm à 570 nm 570 nm à 590 nm 590 nm à 620 nm 620 nm à 750 nm

3.6. Formules mathématiques Volume d’une sphère de rayon R : V = 4/3 * π * R3

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