QCM N° 03

Vu au Collége

Le sport

 

   

 

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QCM N° 03 Vu au Collège : Le sport.

 Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

aide

À la pression atmosphérique normale, le passage de l’eau à l’état gazeux :

 ébullition de l'eau

est une vaporisation.

s’accompagne d’une élévation de température.

s’effectue à 100 ° C.

A et C

2

aide

Au cours du changement d’état d’un corps constitué de molécules :

la masse reste la même.

le volume reste le même.

la nature des molécules reste inchangée.

A et C

3

aide

Au cours d’une réaction chimique :

la masse reste la même.

le volume reste le même.

les produits sont transformés en réactifs.

A

4

aide

L’équation de la réaction chimique suivante

C  +  O2  →  CO2

traduit :

le changement de nature des atomes.

la consommation de carbone, C et de dioxygène, O2 et la formation de dioxyde de carbone, CO2.

la conservation du nombre d’atomes.

B et C

5

aide

L’énergie est une grandeur physique qui s’exprime en

watt (W).

joule (J).

volt (V).

B

6

aide

L’air enfermé dans un ballon :

 ballon de baudruche

a une masse.

n’occupe pas toujours le même volume.

est composé en majorité de diazote.

A, B et C

7

aide

Lors d’une combustion :

 Combustion incomplète

du dioxygène est consommé.

de l’énergie est consommée.

des produits se forment.

A et C

8

aide

La lumière se propage dans le vide à 300000 km / s. Le Soleil est à 150000000 km de la Terre. Pour atteindre la Terre, la lumière émise par le Soleil met :

45 x 1012 s

500 s

0,002 s

B

9

aide

Le poids d’un objet sur Terre est dû :

à l’action attractive qu’exerce la Terre sur cet objet.

à la pression atmosphérique.

à son énergie cinétique.

A

10

aide

 

La pression d’un gaz se mesure :

en newton (N).

en pascal (Pa).

avec un manomètre.

B et C

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

 Essentiel :

1)-       Changements d’état physique.

2)-       Changement d’état et corps pur moléculaire.

3)-       La réaction chimique :

4)-       Équation chimique :

5)-       L’énergie :

6)-       L’air :

7)-       La Combustion :

8)-       Vitesse de la lumière.

9)-       Poids d’un objet sur Terre :

10)-     Pression d’un gaz.

 

Essentiel :

 

1)-     Changements d’état physique. (Leçon)Leçon

 

-    La vaporisation est le passage de l’état liquide à l’état solide.

-    Pour les corps purs un changement d’état s’effectue à température constante, la température de changement d’état.

-    Ainsi, pour l’eau la vaporisation ou la liquéfaction de d’eau s’effectue à la température d’ébullition θéb = 100 ° C sous la pression atmosphérique.

    Diagramme d’état de l’eau :

Diagramme de l'eau 

-    Point triple de l’eau :

-    Point du diagramme d’état de l’eau où coexistent les trois états : solide, liquide et gazeux de l’eau.

-    La pression P = 6,15 mbar

-    La température θ = 0,010 ° C)

    Remarque :

-    La température d’ébullition de l’eau dépend de la pression.

-    Si la pression augmente, la température d’ébullition de l’eau augmente.

-    Ainsi pour une pression P = 5,0 bar,  la température d’ébullition θéb = 150 ° C (voir l’exploitation graphique suivante)

-    Pour une pression P = 123 mbar, la température d’ébullition θéb = 50 ° C

Diagramme de l'eau : Exploitation 

-    Unités : 1 bar ≈ 0,987  atm ≈ 1,00 x105 Pa = 1000 hPa et 1 atm ≈1013 hPa

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2)-     Changement d’état et corps pur moléculaire. (Leçon)Leçon

-    L’énergie thermique apportée à un corps pur moléculaire peut :

-    Provoquer une augmentation de la température avec rupture des interactions intermoléculaires et accroissement de l’agitation des molécules

-    Provoquer un changement d’état physique avec seulement rupture d’interaction intermoléculaires, la température restant constante.

-    Le changement d’état d’un corps pur, initialement liquide, en gaz nécessite un apport d’énergie.

-    Au cours d’un changement d’état physique, d’un composé moléculaire, il y a seulement  rupture d’interaction intermoléculaires, la température restant constante.

-    Les molécules ne sont pas affectées.

-    Si on chauffe un kilogramme d’eau à l’état solide, on obtiendra un kilogramme d’eau à l’état liquide, puis un kilogramme d’eau à l’état gazeux.

    Les états de la matière.

-    L’état gazeux :

-    L’état gazeux est un état dispersé et désordonné.

-    Les molécules et les ions sont éloignés les uns des autres et se déplacent dans toutes les directions de façon désordonnée.

-    Les interactions entre les entités chimiques sont faibles.

 

-    L’état liquide :

-    L’état liquide est un état condensé et désordonné.

-    À l’état liquide, les entités chimiques sont les unes contre les autres et peuvent glisser les unes sur les autres.

-    Les entités chimiques sont en mouvement constant.

 

-    L’état solide :

-    L’état solide est un état condensé et ordonné.

-    Les particules dans la matière condensée sont soumises à des interactions attractives qui les maintiennent en contact les unes avec les autres, tandis que les interactions répulsives leur imposent des structures d’empilement.

 

 

 

-    Diagramme : On chauffe un morceau de glace pris à - 20 °C :

 

-    un transfert d'énergie sous forme de chaleur modifie l'énergie microscopique du système.

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3)-     La réaction chimique : leçon

a)-   Transformation chimique ou réaction chimique.

-    Une transformation chimique a lieu chaque fois qu’une nouvelle espèce chimique apparaît ou chaque fois qu’une nouvelle espèce chimique disparaît.

-    Au cours d’une transformation chimique : les espèces chimiques qui disparaissent sont appelées les réactifs et les espèces chimiques qui apparaissent sont appelées les produits.

-    On appelle état initial (E.I) du système chimique, l’état de ce système avant la transformation chimique.

-    On appelle état final (E.F) du système chimique, l’état de ce système lorsque la transformation chimique est terminée.

-    La transformation chimique permet le passage de l’état initial à l’état final.

b)-  Exemple 2 : Réaction entre la soude et la solution de sulfate de cuivre II.

État initial

Transformation

chimique

État final

Solution aqueuse de sulfate de cuivre II :

(Cu2+ (aq) + SO4 2– (aq) )

 

Solution aqueuse de soude :

(Na+ (aq) + HO (aq) )

 

quantités de matière :

n (Cu2+), n (SO4 2–), n (Na+),

n (HO ),

 

température et pression :

p et θ

Action de la soude

sur la solution aqueuse

de sulfate de cuivre II

Précipité bleu d’hydroxyde de cuivre II :

Cu(OH)2 (s)

et

la solution bleue : (Cu2+ (aq) + SO4 2– (aq) )

et

(Na+ (aq) + HO (aq) ) ?

 

quantités de matière :

n (Cu(OH)2), n (Cu2+), n (SO4 2–),

n (Na+), n (HO ) ?

température et pression :

p et θ

c)-   Conclusion :

-    Lorsque l’évolution d’un système chimique s’accompagne de l’apparition de nouvelles espèces chimiques, le passage de l’état initial à l’état final est une transformation

 chimique.

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4)-     Équation chimique :leçon

a)-   Lois de conservation.

-    Conservation des éléments chimiques :

-    Au cours d’une réaction chimique, il y a conservation des éléments chimiques.

-    Les éléments présents dans les réactifs se retrouvent dans les produits.

-    Conservation de la charge : au cours d’une réaction chimique, la charge se conserve.

-    Conservation de la masse : (Lavoisier) : le chimiste français Lavoisier a montré que la masse des réactifs qui disparaissent est égale à la masse des produits qui apparaissent.

b)-  L’équation chimique :

-    L’équation chimique  est l’écriture symbolique d’une réaction chimique.

-    Par convention :

-    On écrit les formules des réactifs dans le membre gauche de l’équation chimique

-    On écrit les formules des produits dans le membre droit de l’équation chimique.

-    On sépare les deux membres de l’équation par une flèche.

Réactifs

Transformation chimique

Produits

(  …  )  +  (  …  )

(  …  )  +  (  …  )

c)-   Ajustement des nombres stœchiométriques.

-    Ajuster les nombres stœchiométriques d’une équation, c’est choisir ces nombres de manière à traduire la conservation de tous les éléments mis en œuvre.

-    Par convention, le nombre stœchiométrique se place devant la formule de l’espèce chimique.

-    Le nombre stœchiométrique 1 ne s’écrit pas

d)-  Exemple :

-    Le butane brûle dans le dioxygène pour donner du dioxyde de carbone et de l’eau

-    Tableau :

 

Réactifs

 

Produits

Équation chimique

2 C4H10 (g)  +  13 O2 (g)

8 CO2 (g)  + 10 H2O (ℓ)  

Éléments chimiques présents

Carbone C, hydrogène H, et oxygène O.

Nombre de « carbone »

2 x 4 = 8

 

8 x 1 = 8

Nombre d’ « hydrogène »

2 x 10 = 20

 

10 x 2  = 20

Nombre d’ « oxygène »

13 x 2 = 26

 

8 x 2 + 10 x 1  = 26

-    Le sulfate de cuivre II réagit avec la soude en donnant un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre II.

 

Réactifs

 

Produit

Équation chimique

(Cu2+ (aq)2 HO   (aq) )

Cu(OH)2 (s)

Éléments chimiques présents

Carbone Cu, hydrogène H, et oxygène O.

Nombre de « cuivre »

1 x 1 = 1

 

1 x 1 = 1

Nombre d’ « hydrogène »

2 x 1 = 2

 

1 x 2  = 2

Nombre d’ « oxygène »

2 x 1 = 2

 

1 x 2 = 2

Charge

1 x (2+) + 2 x (1-) = 0

 

0

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5)-     L’énergie : (Leçon)leçon

a)-   Introduction.

-    Tout ce qui vie fonctionne, évolue, nécessite de l'énergie.

-    Le concept d'énergie est un concept abstrait, très récent qui est employé aujourd'hui dans des domaines très variés qui dépassent le cadre de la mécanique classique.

-    Dans la vie de tous les jours, on entend parler de différents types d'énergie :  l'énergie électrique, l'énergie calorifique, l'énergie lumineuse, l'énergie mécanique. En conséquence, il existe différents types d'énergie.

-    D'autre part, on sait transformer une énergie en d'autres types énergies : l'énergie électrique peut être convertie en énergie lumineuse, en énergie calorifique, en énergie mécanique suivant le convertisseur utilisé.

b)-  Une définition :

-    Un système possède de l'énergie s'il est capable de produire des transformations telles que :

-    Élever la température d'un corps

-    Allumer une lampe

-    Mettre un objet en mouvement…. etc.

c)-   Les sources d'énergie.

-    Les sources fossiles : charbon, pétrole et gaz naturel

-    Les sources nucléaires : la principale est l'uranium : l'oxyde d'uranium U2O.

-    Les sources renouvelables : le soleil (il est à l'origine de presque toutes les sources d'énergie sur terre), le vent (énergie éolienne), la géothermie (utilisation des réserves d'eau chaude : sous terre, la température augmente environ de 1°C lorsque l'on s'enfonce de 30 m), la biomasse (la matière vivante végétale et animale est susceptible de fournir de l'énergie : aliments, le bois, la fermentation).

d)-  Unités d'énergie.

-    L'unité légale d'énergie est le joule J. On utilise le kiloJoule et le mégajoule :

-    1 kJ = 1000 J et 1MJ = 106 J.

-    équivalences :

-    La tonne équivalent pétrole : énergie libérée par la combustion d'une tonne de pétrole :

-    1 t.e.p = 4,2 x 10 10 J

-    la tonne équivalent charbon : énergie libérée par la combustion d'une tonne de charbon :

-    1 t.e.c = 0,69 t.e.p

-    Le kilowatt. heure : énergie consommée par une machine de puissance 1000 watts qui fonctionne pendant une heure.

-    1 kW.h = 3,6 x 10 6 J

-    L'électron-volt : énergie acquise par une particule chargée de charge égale à la charge élémentaire accélérée par une différence de potentiel de un volt.

-    1 eV = 1,6 x 10 – 19 J

-    On utilise aussi le mégaélectron-volt (MeV) et le gigaélectron-volt (GeV).

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6)-     L’air :

-    L’air est un mélange, constitué en volume, d’environ 80 % de diazote, N2 et de 20 % de dioxygène, O2.

-    L’air est donc un mélange de gaz dans les conditions normales.

-    La masse d’un litre d’air est d’environ 1,29 g à 0 ° C sous la pression atmosphérique (P = 1,013 hPa).

-    L’air peut être comprimé, détendu comme tous gaz.

-    On peut obtenir de l’air liquide.

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7)-     La Combustion :

-    Une combustion nécessite un combustible et un comburant (le plus souvent le dioxygène de l’air).

-    Une combustion est une transformation chimique.

-    Exemple : combustion complète du butane :

2 C4H10 (g) +   13 O2 (g)  → 8 CO2 (g)  +   10 H2O (g)

-    La réaction de combustion nécessite du dioxygène.

-    Elle produit du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau.

-    Lorsque l’apport en dioxygène est insuffisant, la combustion devient incomplète et  d’autres espèces chimiques peuvent se former : le carbone C (fine poudre noire)

-    Ou le monoxyde de carbone CO (gaz toxique).

-    Énergie libérée lors de la combustion : une combustion fournit de l’énergie thermique.

-    Les énergies thermiques molaires sont de l’ordre de 103 à 104 kJ / mol.

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8)-     Vitesse de la lumière.la lumière

-    La lumière se propage en ligne droite dans tout milieu transparent homogène (comme l’air, l’eau et le vide).

-    En 1674, étudiant les éclipses de la planète Jupiter sur son satellite Io, Le Danois Römer donne une première estimation de la vitesse de la lumière dans le vide.

-    La valeur fixée pour la vitesse de propagation de la lumière dans le vide est :

-    c = 2,997924558 x 108 m / s

-    C’est une constante Universelle. Cette vitesse est une vitesse limite. Aucun objet matériel ne peut atteindre cette vitesse dans le vide. En pratique, on donne à cette vitesse une valeur approchée :

-    c ≈ 3,00 x 108 m / s

-    Dans les milieux transparents, la lumière se déplace moins vite que dans le vide. La vitesse de la lumière dans l’air est peu différente de celle dans le vide.

-    cair ≈ 3,00 x 108 m / s

-    Durée Δt mise par la lumière pour parcourir la distance  Soleil – Terre :

-    Données : dT-S = 150000000 km et c = 300000 km / s

valeur de la durée

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9)-     Poids d’un objet sur Terre :Poids

 Poids sur Terre

-    Le poids d’un corps situé au voisinage de la Terre est assimilé à la force d’attraction gravitationnelle que la Terre exerce sur ce corps.

-    L’action exercée par la Terre sur les corps proches de la surface se nomme la pesanteur.

poids 

-    Sur la terre, tout corps de masse m  est soumis à une force appelée poids du corps :

-    Le poids d’un objet sur Terre est pratiquement égal à la force gravitationnelle exercée par la Terre sur l’objet.

-    Remarque :

-    La différence entre le poids d’un objet sur la Terre et la force de gravitation exercée par la Terre sur l’objet provient de la rotation de la Terre sur elle-même.

-    Le poids d’un corps peut s’identifier à la force gravitationnelle exercée par la Terre sur l’objet.

-    La valeur du poids varie en fonction de la latitude et de l’altitude.

-    Expression du poids : P = m.g.

Grandeur physique

Unité

Poids

P

newton (N)

masse

m

kilogramme (kg)

facteur d’attraction

terrestre

g = 9,8 N / kg.

newton par kilogramme (N / kg)

 

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10)-  Pression d’un gaz.leçon

a)-   La pression :

 

-    La valeur F de la force pressante exercée par un fluide sur une paroi de surface S dépend de la pression P du fluide.

-    Par définition la pression P d’un fluide est donnée par la relation :

-     

b)-  unité légale de pression.

-    Par définition, l’unité légale de pression est le pascal de symbole Pa.

-    C’est la pression exercée par une force pressante de 1 N sur une surface plane de 1 m2.

-    On emploie couramment d’autres unités :

-    Le bar  (bar) : 1 bar = 105 Pa

-    L’hectopascal : 1 hPa = 102 Pa = 1 mbar

c)-   Mesure de la pression d’un gaz.

    Le manomètre.

-    Les manomètres utilisent comme principe de fonctionnement :

-    La déformation d’une paroi métallique.

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