Cours et leçons de physique-chimie pour la Première S - CLC

Cours de 1ère S – Champ de gravitation, champ de pesanteur Loi de gravitation universelle Deux objets A et B, de masses respective et , dont les centres sont séparés d’une distance d exercent l’un sur l’autre des forces d’attraction gravitationnelle ayant la même intensité F: Champ de gravitation Un objet massique exerce autour de lui une action mécanique d’attraction gravitationnelle sur tout autre objet massique. Il en résulte un champ de gravitation. C’est un champ vectoriel centripète : toutes…

Cours de 1ère S sur la notion de champs: scalaire, vectoriel, uniforme Définitions Un champ est une grandeur physique. Il décrit localement une propriété de la nature qui peut être quantifiée par une mesure ou un calcul. La carte de température : les différentes zones colorées mettent en valeur les zones où la température est la même. La carte de pression : les lignes tracées représentent les lignes isobares, lieux où ma pression est la même. Un champ peut être…

Cours de 1ère S sur les champs magnétiques Définition La Terre, les aimants et les circuits électriques parcourus pas des courants électriques, sont des sources de champ magnétique. Exemple : Un aimant exerce une action mécanique à distance autour de lui qui peut être mis en évidence par une aiguille aimantée s’orientant dans le sens du champ. Le vecteur champ magnétique Le champ magnétique est un champ vectoriel. On le représente en un point de l’espace par une grandeur vectorielle,…

Cours de 1ère S sur le champ électrostatique Introduction La présence d’un champ électrostatique se manifeste par l’action mécanique que subit une charge électrique. Un champ électrostatique agit sur des particules chargée, qu’elles soient ou non en mouvement. Il peut les accélérer et les faire dévier de leur trajectoire comme c’est le cas pour les électrons dans un canon à électrons. Le vecteur champ électrostatique Un champ électrique, noté, est un champ vectoriel. Il est dirigé selon la force qui…

Cours de 1ère S sur le principe de conservation de l’énergie Parmi les propriétés de la matière, l’énergie est l’une des plus importantes mais également l’une des plus abstraites. On ne peut l’observer qu’indirectement par ses effets. L’énergie d’un système peut revêtir différentes formes : mécanique, chimique, nucléaire, électrique….. L’unité de mesure de l’énergie est le Joule (J). Définitions L’énergie: En physique, l’énergie est la capacité d’un système à agir sur un autre système afin de modifier son état. Cette…

Cours de 1ère S – Energie d un objet ponctuel en mouvement Energie potentielle de pesanteur L’énergie potentielle de pesanteur d’un objet ponctuel est l’énergie que possède cet objet du fait de son poids et de son altitude. On qualifie cette énergie de potentielle car elle ne s’est pas encore exprimée. Ainsi un vase sur une table est attiré par la Terre, mais il ne va pas forcément tomber et se briser au sol. Un objet situé à une altitude…

Cours de 1ère S – Conservation ou non conservation de l’énergie mécanique L’énergie mécanique d’un système L’énergie mécanique d’un système correspond à la somme de son énergie potentiel de pesanteur et de son énergie cinétique : Les énergies cinétique et potentielle de pesanteur d’un solide peuvent varier au cours d’un mouvement. En effet durant celui-ci, l’altitude du mobile et sa vitesse peuvent changer. Cas de la chute libre: Un mobile est en chute libre lorsque la seule action à laquelle…

Cours de 1ère S sur la dissolution d’un solide ionique Cas d’un solvant polaire Des interactions coulombiennes apparaissent entre les molécules de solvant et le solide ionique. La structure ionique est fragilisée, les ions du solide se séparent. Cette étape est la dissociation. Les ions en solution s’entourent de molécules de solvant. On parle de solvatation (ou d’hydratation si le solvant est l’eau). Enfin, il y a dispersion des ions solvates dans la solution. Au cours d’une dissolution, il y…

Cours de 1ère S sur la dissolution d’un composé moléculaire dans un solvant Plus les molécules d’un soluté peuvent donner d’interactions avec celles d’un solvant et plus grande sera la solubilité dans ce solvant. Un composé moléculaire constitué de molécules polaires est donc soluble dans un solvant polaire. De plus, si des liaisons hydrogène peuvent s’établir entre le solvant et le soluté, la solubilité de ce dernier sera favorisée. Exemple : Dissolution du saccharose dans l’eau : Un composé moléculaire…

Cours de 1ère S sur la concentration molaire Polarité d’une liaison La concentration molaire en soluté apporté se note c(A) et se réfère à ce qui a été introduit dans le solvant : Avec c(A) en mol-1 ; n(A) la quantité de matière de l’espèce chimique A dissoute en mol ; V le volume de la solution en L. Les solutions ioniques ne contiennent plus le soluté apporté A, mais des ions apparus lors de la dissolution. La concentration molaire…

Cours de 1ère S sur les propriétés physiques des alcanes et des alcools Miscibilité des alcools avec l’eau Un liquide est miscible avec l’eau s’il forme un mélange homogène avec l’eau. La miscibilité se mesure par la solubilité massique en g.L-1 La présence d’un groupe hydroxyle –OH donne la polarité à la molécule d’alcool on parle d’une « molécule polaire » Les alcools de faible masse moléculaire sont miscibles avec l’eau du fait de l’établissement de liaisons hydrogène entre le…

Cours de 1ère S sur l’énergie libérée par une réaction nucléaire Perte de masse Une réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse, qui a pour expression : Si on pouvait peser un noyau et ses nucléons séparés, nous ne trouverions pas la même chose ! Les nucléons séparés sont légèrement plus lourds que le noyau. On appelle défaut de masse la différence entre la masse des nucléons séparés et la masse du noyau (nucléons liés) :….. Dans la pratique, le…

Cours de 1ère S – Nomenclature des alcanes et des alcools En chimie organique, il existe de nombreuses familles de molécules. Les molécules qui ne contiennent que des atomes de carbone et d’hydrogène sont des hydrocarbures. Les hydrocarbures non cycliques, à chaîne saturée, forment la famille des alcanes. Les alcools sont des molécules organiques qui résultent de la dégradation des sucres. La chaîne carbonée On appelle chaîne carbonée, ou squelette carboné, l’enchaînement des atomes de carbone dans la molécule organique….

Cours de 1ère S sur la cohésion des solides ioniques Cohésion d’un solide ionique Un solide ionique est un assemblage régulier d’anions et de cations. Un cation est entouré d’anions et réciproquement. Un solide ionique est électriquement neutre (il y a autant de charges positives que négatives). La cohésion d’un solide est assurée par des interactions électrostatiques entre anions et cations, selon la loi de Coulomb. Loi de Coulomb Deux corps chargés électriquement exercent l’un sur l’autre une force électrostatique…

Cours de 1ère S sur la cohésion des solides moléculaires Polarité d’une liaison Selon leur configuration électronique, certains atomes captent plus facilement des électrons que d’autres. Par exemple, l’atome de fluor ayant pour configuration (K)2(L)7 gagnera facilement un électron pour saturer la couche L. la facilité des atomes à capter un électron s’appelle l’électronégativité. Lorsque deux atomes sont liés chimiquement, c’est qu’ils mettent en commun deux électrons. Les deux électrons forment alors une liaison covalente. Dans le cas de deux…

Cours de 1ère S sur les effets physiques des transferts thermiques Transfert thermique Lorsque deux corps sont mis en contact, un transfert thermique s’effectue du corps ayant la température la plus élevée vers le corps ayant la température la plus basse. Un transfert thermique a deux effets principaux : Le changement de l’état physique du corps. La variation de la température de ce corps : l’agitation des particules constituant un corps recevant de l’énergie thermique devient plus importante, ce qui…

Cours de 1ère S sur les réactions nucléaires provoquées Réaction nucléaire provoquée « la fission » Regard sur l’histoire de la fission: En 1932, James Chadwick a découvert le neutron. Les physiciens nucléaires se sont ensuite rendu compte que les noyaux pouvaient absorber des neutrons. Un objectif était de créer de nouveaux noyaux par bombardement avec ces particules. Cependant, avec de l’Uranium 235, les résultats ne « collaient » pas, car des noyaux plus petits que l’Uranium étaient produits :…

Cours sur la matière pour la 1ère S – Cohésion de la matière et interaction fondamentale La matière à différentes échelles La matière qui nous est familière, des atomes aux galaxies, est constituée de particules élémentaires : protons, neutrons et électrons. Une particule est élémentaire si elle ne peut être partagée en particules plus petites. Ci-dessous la dimension de quelques édifices L’atome Un atome est constitué d’un noyau autour duquel gravite un nuage électronique. Ce noyau est représenté symboliquement par…

Cours de 1ère S sur les interactions fondamentales – Physiques chimie Cohésion de la matière et interaction fondamentale Introduction La cohésion de la matière est assurée par quatre interactions fondamentales. Ces interactions se distinguent par leur portée et leur intensité. Elles sont responsables de la cohésion de la grande variété d’édifices qui existent dans l’Univers. Deux corps sont en interactions lorsqu’ils exercent l’un sur l’autre des actions de même valeur mais en sens opposé. L’interaction gravitationnelle La gravitation est la…

Cours de 1ère S sur les réactions nucléaires spontanées Cohésion du noyau La cohésion du noyau est due à l’existence d’une interaction forte, attractive, qui unit l’ensemble des nucléons et prédomine devant l’interaction électrique (répulsion entre les protons). Rappel sur le noyau de l’atome: Un atome est constitué d’un noyau autour duquel se trouvent les électrons. Les dimensions de l’atome sont de l’ordre de 10 -10 m, et celles du noyau sont de quelques femtomètres. Le femtomètre, égal à 10…