QCM N° 07

Cohésion de la Matière

 

   

 

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Énoncé

A

B

C

Réponse

1

La charge du proton est :

Appelée la charge élémentaire

Nulle

Égale à 1,6 x 10 – 19 C

AC

2

La masse de l’électron est :

Négligeable par rapport à celle d’un noyau

Négligeable par rapport à celle d’un nucléon

Du même ordre de grandeur que celle d’un nucléon

AB

3

L’électron et le proton portent des charges opposées. L’atome est électriquement neutre car :

Il contient autant de neutrons que d’électrons.

Il contient autant de protons que de neutrons

Il contient autant de protons que d’électrons

C

4

La représentation symbolique d’un atome de fluor est

19 est le nombre de protons et d’électrons 9 est le nombre de neutrons

19 est le nombre de nucléons, 9 est le nombre d’électrons et de protons

19 est le nombre de neutrons, 9 est le nombre de protons et d’électrons

B

5

Deux atomes isotopes ont :

Le même nombre de protons

Le même nombre de neutrons

Le même nombre de nucléons

A

6

L’interaction gravitationnelle prédomine :

À l’échelle astronomique

À l’échelle moléculaire

À l’échelle nucléaire

A

7

À l’échelle de la molécule :

L’interaction gravitationnelle est prédominante

L’interaction électromagnétique est prédominante

L’interaction forte est prédominante

B

8

À l’échelle de l’atome :

L’interaction gravitationnelle est prédominante

L’interaction électromagnétique est prédominante

L’interaction forte est prédominante

B

9

L’interaction forte prédomine :

À l’échelle astronomique

À l’échelle moléculaire

À l’échelle du noyau

C

10

L’interaction gravitationnelle :

Est toujours répulsive

Peut être attractive ou répulsive

Est toujours attractive

C

11

La portée de l’interaction électromagnétique est :

Limitée

Infinie

La même que celle de l’interaction gravitationnelle

BC

12

L’ordre de grandeur du diamètre de la Terre est de :

1021 m

10–10 m

107m

C

13

L’ordre de grandeur de la masse d’un proton est :

1027 kg

10 – 31 kg

10 – 27 kg

C

14

Un noyau atomique est constitué :

De protons et de neutrons

D’électrons et de neutrons

De protons et d’électrons

A

15

On peut électriser un objet en lui apportant ou en lui arrachant :

Des protons

Des électrons

Des neutrons

B

16

L’expression de la valeur de la force électrique est :

A

17

L’interaction électromagnétique est :

Est toujours répulsive

Répulsive ou attractive

Toujours attractive

B

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

-    Structure des atomes :
-    Un atome est une entité constituée d’un noyau et d’électrons en mouvement dans le vide autour du noyau.
-    Le noyau :
-    Le noyau est constitué de particules appelées nucléons.
-    Les nucléons sont de deux types : les protons et les neutrons.
-    Caractéristiques du proton :
-    Masse :                                                         m p = 1,67265 x 10 27 kg
-    Charge :                                                        + e = 1,602189 x 10 19 C
-    C est le symbole du coulomb unité de charge électrique
-    Caractéristiques du neutron :        
-    Masse :                                                         m n = 1,67496 x 1027 kg
-    Charge :                                                        nulle
-    Remarque : e représente la charge élémentaire (la plus petite charge connue).
-    Toute charge électrique Q s’exprime en un nombre entier de charges élémentaires : Q = n . e
-    La masse du neutron est voisine de celle du proton : m p ≈  m n
-    Les électrons.
-    Caractéristiques de l’électron : 
-    Masse                                                m e = 9,10953 x 1031 kg 
-    Charge :                                            - e = - 1,602189 x 10 – 19 C   
-    Mouvement des électrons autour du noyau :
-    Les électrons d’un atome se déplacent à grande vitesse et à grande distance autour du noyau.
-    Ils n’ont pas de trajectoire bien définie.
-    C’est pour cela que l’on parle de nuage électronique.
-    On peut délimiter une région de l’espace autour du noyau ou la probabilité de trouver l’électron est maximale.
-    La masse du proton est environ 1846 fois celle de l’électron
-    Symbole des atomes.
-    Les atomes sont représentés par des symboles :
-    En général, la première lettre du nom écrite en majuscule.
-    On rajoute parfois une deuxième lettre écrite en minuscule pour éviter les confusions.
-    On trouve les symboles de tous les atomes dans la classification périodique que l’on étudiera plus tard.
-    Le symbole du noyau s’obtient à partir du symbole de l’atome correspondant.
-    Exemple : Symbole de l’atome d’hydrogène : H, symbole du noyau :
-    Nombre de protons : 1                      Nombre de neutrons : 1         Nombre d’électrons : 1
-    Formule générale du noyau d’un atome :
-    A : nom de masse, nombre de nucléons
-    Z : nombre de charges, nombre de protons
-    Masse de l’atome.
-    Atome le plus léger : atome d’hydrogène :                                    m H = 1,67 x 1027 kg
-    L’un des plus lourd : atome d’uranium :                                        m U = 3,95 x 1025 kg
-    Il est environ 240 fois plus lourd.
-    La masse d’un atome est essentiellement concentrée sur son noyau car la masse des électrons est négligeable devant celle des nucléons :  m p1846 m e
-    La masse d’un atome de nombre de masse A : m AtomeA . m H
-    Dimension des atomes.
-    L’atome appartient au domaine de l’infiniment petit.
-    Le plus petit des atomes : atome d’hydrogène :                 r H ≈ 52,9 pm.
-    L’un des plus gros : atome de Césium :                              r Cs ≈ 265 pm
-    Le rayon des atomes est de l’ordre de 100 pm.
-    Le rayon de l’atome est 100 000 fois plus gros que celui du noyau.
-    Les isotopes.
-    Des atomes sont isotopes si leurs noyaux possèdent le même nombre de protons mais des nombres différents de neutrons.
-    La force gravitationnelle.

Deux corps ponctuels A et B de masses respectives m A et m B exercent l’un sur l’autre des forces d’attraction, directement opposées, dirigées suivant la droite (AB), de valeur proportionnelle aux masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance r.

 

-    Schéma :

 

-    Expression vectorielle :
-     
-    G est la constante de gravitation Universelle : constante gravitation universelle.
-    La force électrostatique.
Dans le vide, deux particules A et B, portant les charges électriques respectives q A et q B, séparées par la distance r sont soumises à deux forces directement opposées :
-     
-    Expression :

 

 

-    Premier cas : on considère que : qA . qB > 0

 

-    Deuxième cas : on considère que : qA . qB < 0

 

 

-    Étude de l’expression :
-    : vecteur unitaire : direction droite (AB) et sens de A vers B.
-    k : constante
-    : distance séparant les deux charges électriques en mètre m.
-    F : force électrique en newton N.

 

-    Analogies et différences entre les forces de gravitation et les forces électrostatiques
-    Analogies : les forces électriques et les forces de gravitation, sont :
-    Proportionnelles aux grandeurs qui les créent
-    Et inversement proportionnelle au carré de la distance.
-    Différences :
-    Les forces de gravitation sont toujours attractives alors que les forces électriques sont attractives ou répulsives.
-    À l’échelle macroscopique les forces électriques sont négligeables devant les forces de gravitation,
-    À l’échelle microscopique les forces de gravitation sont négligeables par rapport aux forces électriques.
-    Attention : pour la valeur de la force : les charges sont des grandeurs algébriques. Pour ne pas avoir de problème :
-     il faut écrire : et pour l’expression vectorielle :
-    .
-    L’interaction forte.
-    Quelle est l’interaction qui assure la cohésion du noyau ?
-    L’interaction électrique peut-elle expliquer la cohésion du noyau d’un atome ?
-    Un noyau est constitué de protons et de neutrons.
-    Or les protons sont chargés positivement et se repoussent. Le noyau devrait exploser.
-    À l’échelle nucléaire prédomine une autre interaction fondamentale, appelée interaction forte.
-    Cette interaction attractive entre les nucléons est 100 à 1000 fois plus grande que l’interaction électrique.
-    Son action est limitée à l’échelle du noyau : elle est de l’ordre du femtomètre.
-    L’interaction forte est mise en jeu dans les réactions nucléaires qui produisent de l’énergie dans les étoiles et les centrales nucléaires.
-    L’énergie libérée par les réactions nucléaires est nettement plus importantes que celle libérée par les réactions chimiques.
-    Phénomène d’électrisation :
-    La matière est constituée à partir d’atomes.
-    Les atomes sont électriquement neutres.
-    L’atome est constitué d’un noyau positif entouré d’un nuage électronique.
-    Le nuage électronique est constitué d’électrons chargés négativement.
-    Le noyau est constitué de protons chargés positivement et de neutrons électriquement neutres.
-    Au niveau du lycée, les particules élémentaires sont : les protons, les neutrons et les électrons.
-    Les phénomènes d’électrisation s’expliquent à partir des particules élémentaires.
-    Par frottement, ce sont les électrons périphériques qui sont arrachés des atomes.
-    L’électrisation par frottement résulte d’un transfert d’électrons d’un corps vers un autre.
-    Un corps chargé positivement possède un défaut d’électrons.
-    Un corps chargé négativement possède un excès d’électrons.
-    La Terre :

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer