1s sequence 01

Download 1S Sequence 01

Post on 09-Jul-2015

355 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

> Physique :Interactions

> Chimie : La ractionchimique

Squence 1 SP12

5

Cned Acadmie en ligne

Physique > Interactions> Les diffrentes interactions > Interactions fondamentales

Chapitre 1 Chapitre 2 Chapitre 3

......................................................................................... 9

.............................................................................................. 10

> Forces sexerant sur un solideRsum Exercices

................................................................................... 12

Chimie > La raction chimiqueChapitre 1 Chapitre 2 Chapitre 3 Chapitre 4

> Utilit et danger des ractions chimiques > Mole et masse molaire

.......................................... 22

.............................................................................................................. 23

> quation dune raction chimique > Avancement dune ractionRsum Exercices

..................................................................... 24

............................................................................................ 25

Sommaire squence 1 SP12

7

Cned Acadmie en ligne

PhysiqueObjectifsSavoir calculer la valeur dune force gravitationnelle. Connatre les particules lmentaires constituant le noyau. Connatre lexistence de forces lectriques et savoir les calculer. Savoir quentre les nuclons sexerce une interaction appele interaction forte. Connatre la condition dquilibre dun corps soumis deux forces. Savoir identier les diffrentes forces agissant sur un solide.

8

Squence 1 SP12

Cned Acadmie en ligne

Les diffrentes interactionsObservons un ballon en mouvement : on constate une dviation de sa trajectoire lorsquil rencontre un obstacle et il est naturel de dire que cette dviation est due laction de lobstacle sur le ballon. Cette action exerce par un corps sur un autre est encore appele force ou interaction et on la modlise par un vecteur cest--dire par une grandeur possdant une direction, un sens et une valeur (ou norme du vecteur). Il existe plusieurs types dinteractions possibles entre deux corps. Certaines sont appeles interactions fondamentales car elles sexercent mme entre des corps extrmement petits tels que des particules lmentaires (protons, neutrons ou lectrons par exemple). Comme interaction fondamentale, nous tudierons linteraction gravitationnelle, linteraction lectrostatique et linteraction forte. Nous tudierons galement des forces macroscopiques sexerant sur un solide. Le terme macroscopique qualie des forces sexerant sur des objets notre chelle (quon peut voir lil nu) et qui contiennent donc un nombre extrmement grand de particules. Cest ainsi par exemple que lorsquun ballon en mouvement rencontre un poteau, la force exerce par le poteau sur le ballon est une force macroscopique sexerant sur le ballon. Mme si lon est convaincu que cette force rsulte dun trs grand nombre dinteractions entre les atomes du ballon et ceux du poteau, on sait bien quil serait impossible de dtailler chacune de ces interactions et lon parle globalement de la force exerce par le poteau sur le ballon. De mme, lorsquon parle de laction gravitationnelle exerce par le Soleil sur la Terre, on ne cherche pas dtailler chaque interaction entre une particule du Soleil et une particule de la Terre ! Linteraction gravitationnelle est ainsi une interaction fondamentale puisquelle peut sexercer entre deux particules lmentaires, mais elle doit tre considre comme une force macroscopique lorsquon considre la force de gravitation sexerant entre deux objets comprenant un trs grand nombre de particules.

Squence 1 SP12

9

Cned Acadmie en ligne

Interactions fondamentalesA Les particules lmentairesLa matire est constitue datomes, chaque atome contient un noyau autour duquel se trouve le nuage dlectrons. Les particules du noyau sont appeles nuclons, il en existe deux sortes : les protons chargs positivement et les neutrons qui ne portent pas de charge lectrique. La masse dun proton et la masse dun neutron sont pratiquement gales. Les lectrons se trouvent autour du noyau, chacun porte une charge ngative qui compense exactement celle dun proton. Comme dans un atome, le nombre dlectrons est gal au nombre de protons du noyau (ce nombre est appel nombre de charge), latome est globalement lectriquement neutre. La masse dun lectron est beaucoup plus faible que celle dun proton ou dun neutron (environ deux mille fois plus faible).

Particules lmentairesNom Proton Neutron Electron Masse (en kg) 1 ,67 10 27 1 ,67 10 27 9 ,1 10 31 Charge (en C) + 1 ,6 10 19 0 1 ,6 10 19

Si le noyau dun atome contient Z protons et N neutrons, il y a Z lectrons autour du noyau. Z est appel nombre de charge ou numro atomique. Le nombre total de nuclons est appel nombre de masse, on le note M ou A. Un noyau X dont Z est le nombre de charge et A le nombre de masse scrit : ZXA

Activit 1 laide des valeurs numriques indiques dans le tableau ci-dessus, calculer la masse et la charge lectrique du noyau de lithium : 3Li ainsi que la charge et la masse de latome correspondant.7

B

Interaction gravitationnelleLorsque deux particules, lune de masse m et lautre de masse m, sont situes une distance d lune de lautre, elles sattirent par leffet de la loi de gravitation universelle. Les deux forces gravitationnelles exerces par chacune des deux particules sur lautre ont mme direction, sont de sens opposs mais ont mme valeur. mm La valeur de cette force est donne par la loi de Newton : F = F = G ---------d2 Dans cette relation, G est une constante appele constante de gravitation universelle, elle vaut environ 6 ,67 10 11 dans le systme international dunits (not S.I. en abrg).

10

Squence 1 SP12

Cned Acadmie en ligne

La mme relation sapplique pour deux objets macroscopiques, lorsque ces deux objets peuvent tre assimils des boules dont les centres respectifs sont en O et O situs une distance d lun de lautre. mm Ainsi la relation F = F = G ---------- permet de calculer la valeur de la force dattraction entre deux d2 astres de masses respectives m et m dont les centres sont situs une distance d lun de lautre. Cest cette force gravitationnelle qui rgit lunivers lchelle astronomique, elle permet dexpliquer le mouvement des plantes autour des toiles et de calculer la force dattraction entre les galaxies.

Activit 2Sachant que la constante de gravitation universelle vaut G = 6 ,67 10 11 S.I., calculer la valeur de la force de gravitation sexerant entre deux boules de mme masse gale 1 gramme dont les centres sont situs 20 cm lun de lautre.

C

Interaction lectriqueLorsque deux particules, lune de charge q et lautre de charge q, sont situes une distance d lune de lautre, elles exercent lune sur lautre des forces qui sont attractives lorsque les charges q et q sont de signes contraires mais qui sont rpulsives lorsque les deux charges sont de mme signe. Les forces lectriques exerces par chacune des deux particules sur lautre ont mme direction, sont de sens opposs mais ont mme valeur. En notant qq la valeur absolue du produit des deux charges, qq la valeur de la force est donne par la loi de Coulomb : F = F = k ----------. d2 Dans cette relation, k est une constante gale 9 10 9 dans le systme international dunits. Linteraction lectrique est lorigine de la plupart des phnomnes dobservation courante : en effet, elle permet non seulement dexpliquer tous les phnomnes dits lectriques tels que la foudre ou le passage du courant dans un circuit mais elle permet aussi dexpliquer le modle de latome et donc de comprendre les ractions chimiques qui se produisent entre les atomes.

Activit 3Reprsenter la force lectrique F exerce par la particule de droite sur la particule de gauche et la force lectrique F exerce par la particule de gauche sur la particule de droite dans les quatre cas cidessous :

+

+

+

+

D

Interaction forteNous avons dit prcdemment que le noyau contient des protons et des neutrons. Or, le noyau dun atome est trs petit (ses dimensions sont environ cent mille fois plus faibles que celle de latome) et les nuclons sont donc trs proches les uns des autres ! Comme linteraction lectrostatique qui sexerce entre deux particules est dautant plus grande que ces particules sont proches lune de lautre, les protons du noyau se repoussent trs fortement. La stabilit du noyau ne peut sexpliquer quen considrant un autre type dinteraction que linteraction lectrostatique (il ne peut sagir de linteraction gravitationnelle ngligeable par rapport linteraction lectrostatique entre deux protons). Cette nouvelle force est appele interaction forte, elle sexerce entre toutes les particules du noyau, protons comme neutrons ; il sagit dune force attractive qui ne se manifeste quentre deux particules extrmement proches si bien quon naura pas tenir compte de linteraction forte entre des neutrons ou des protons qui ne sont pas runis au sein dun mme noyau. Squence 1 SP1211

Cned Acadmie en ligne

Forces sexerant sur un solideA Poids dun corpsTous les objets qui nous entourent sont soumis linteraction gravitationnelle avec la Terre. Bien entendu, il y a aussi interaction gravitationnelle de tous ces objets les uns avec les autres, mais ces interactions sont tout fait ngligeables par rapport celle qui sexerce avec la Terre car la masse de la Terre est trs importante. La force gravitationnelle quexerce la Terre sur un objet proche est appele poids de lobjet (ceci nest pas parfaitement rigoureux car dans le poids de lobjet intervient aussi un effet d la rotation de la Terre et expliquant en particulier que le poids dun objet nes

Recommended

View more >