Lois et modèles en physique-chimie de première S - Guide complet

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…

Exercices corrigés à imprimer pour la première S Notion de champs Exercice 01 : QCM Pour chacune des questions ci-dessous, Indiquer la bonne ou les bonnes réponses. Les lignes d’égales valeurs sont : Obtenues en reliant des points où la grandeur étudiée a même valeur. Des courbes orientées. Plus proches lorsque la variation de la valeur mesurée est plus importante. Les champs vectoriels : Sont caractérisés par des lignes de champ parallèles entre elles. Peuvent être uniformes. Sont caractérisés par…

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…

Exercices à imprimer sur le champ magnétique en première S Exercice 01 : Etude d’un champ magnétique a. L’intensité du champ magnétique est-elle constante le long d’une ligne de champ ? b. Sachant que le champ magnétique B est tangent aux lignes de champ et sort toujours par le pôle nord, représentez, sans souci d’échelle, le vecteur B aux points du champ. c. On a constaté expérimentalement que plus les lignes de champ étaient denses (rapprochées) et plus l’intensité du…

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,…

Exercices à imprimer pour la première S – Champ électrostatique Exercice 01 : Condensateur On applique une tension U entre les deux plaques d’un condensateur plan. La charge de chaque armature est indiquée sur le schéma ci-contre. a. Donner la direction et le sens du champ électrostatique entre les armatures du condensateur. b. Représenter les lignes de champ électrostatique à l’intérieur du condensateur plan. c. Que peut-on dire du champ électrostatique entre les deux armatures ? d. Sur le même…

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…

Exercices à imprimer pour la première S – Champ de gravitation, champ de pesanteur Exercice 01 : Attraction gravitationnelle On considère un point N, situé entre la Terre de masse et la lune de masse, où les forces d’interactions gravitationnelle et , exercées sur un objet de masse m par la Terre et par la Lune se compensent. La distance entre les centres de la Terre et de la Lune notée et celle entre les centre de la Terre et…

Exercices corrigés à imprimer pour la première S – Principe de conservation de l’énergie Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) L’énergie est une grandeur qui : Peut se transformer. Peut se créer Se mesure en Joules. Un roman (livre) de masse 0.6 kg est posé sur une étagère à 1.85 m du sol. Son énergie potentielle de pesanteur est : Egale à 9 J. On ne peut pas répondre.   Une voiture roule et possède une énergie cinétique…

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…

Exercices corrigés à imprimer pour la première S – Energie d’un objet ponctuel en mouvement Énergies cinétique, potentielle et mécanique Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Pour que l’énergie cinétique d’un solide soit multipliée par 4 : Sa vitesse doit être doublée Sa vitesse doit être multipliée par 4. Sa masse doit être doublée. L’expression littérale de la vitesse d’un solide de masse m dont on connait l’énergie cinétique Ec est : L’énergie cinétique d’une luge de masse…

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…

Exercices corrigés à imprimer pour la première S Conservation ou non conservation de l’énergie mécanique Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Lorsqu’une voiture freine, son énergie cinétique se dissipe au niveau des freins sous la forme d’énergie : Potentielle de pesanteur Thermique Mécanique   Le graphique représente les énergies d’une boule. Il montre que : La boule est en chute libre Les frottements de l’air sont négligeables La boule a été lancée verticalement vers le haut.   Exercice…

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…

Exercices corrigés à imprimer pour la première S Dissolution d’un solide ionique Exercice 01 : Dissolution de chlorure d baryum. On prépare une solution aqueuse de chlorure de baryum. Ecrire l’équation de dissolution dans l’eau du chlorure de baryum de formule Exercice 02 : Le bromure de potassium. Le bromure de potassium est un solide ionique utilisé comme sédatif. On veut préparer un volume V = 100 mL d’une solution de bromure de potassium de concentration molaire c(KBr) = 7…

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…

Exercices corrigés à imprimer pour la première S Dissolution d’un composé moléculaire dans un solvant Exercice 01 : Le toluène. Le toluène est un solvant dont la formule semi-développée est représentée ci-contre. a. Le toluène est-il un solvant polaire ? b. Expliquer pourquoi le permanganate de potassium est peu soluble dans le toluène alors que le diiode est très soluble dans le toluène. c. Prévoir la miscibilité du toluène avec l’eau. Exercice 02 : La tache d’huile. Pour enlever une…

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…

Exercices à imprimer sur la concentration molaire en première S Exercice 01 : Chlorure de baryum. On prépare une solution aqueuse de chlorure de baryum telle que la concentration molaire effective des ions de chlorure soit [Cl-] = 0.02 mol.L-1. a. Ecrire l’équation de dissolution dans l’eau du chlorure de baryum de formule b. Que vaut la concentration molaire effective des ions baryum dans cette solution ? Exercice 02 : Le sérum physiologique Le sérum physiologique est une solution aqueuse…

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…

Exercices corrigés à imprimer sur les alcanes et alcools: les propriétés physiques Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Lorsque le nombre d’atomes de carbone augmente, la température d’ébullition des alcanes linéaire : Augmente Diminue On ne peut pas savoir L’éthanol est miscible dans l’eau car : Il est moins dense que l’eau. Il forme des liaisons hydrogène avec les molécules d’eau. Sa chaîne carbonée est courte. La solubilité de l’exan-1-ol dans l’eau à 20°C est de 5.9 g.L-1….

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…

Exercices à imprimer pour la première S – Energie libérée par une réaction nucléaire Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Lors d’une réaction nucléaire, de l’énergie est libérée. La masse des produits est : Inférieure à la masse des réactifs. Egale à la masse des réactifs Supérieure à la masse des réactifs Dans la relation : La perte de masse s’exprime alors en : On s’intéresse à la réaction d’équation : L’énergie libérée est :   Exercice 02…

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…

Exercices corrigés à imprimer sur la nomenclature des alcanes et des alcools en première S Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Le 3-méthylpentane est une molécule comportant : 5 atomes de carbone 6 atomes de carbone 8 atomes de carbone Le groupe caractéristique –OH s’appelle le groupe :   Carbonyle Hydroxyde Hydroxyle Le nom de la molécule dont la formule semi-développée est donnée ci-contre est : Le 1,2-diméthylpropan-1-ol Le 3-méthylbutan-2-ol La 2-méthylbutan-3-ol La formule semi développée de 2,2-diméthylpropan-1-ol…

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….

Exercices corrigés sur la cohésion des solides ioniques – Première S Exercice 01 : les solides ioniques Compléter le tableau en donnant le nom de la formule des solides ioniques constitués des cations et anions correspondants. Exercice 02 : Cl- / Na+. Le chlorure de sodium est un cristal inonique formé par des ions sodium Na+ et des ions chlorure Cl- disposés régulièrement. La maille est le volume le plus simple qui représente l’ensemble du cristal. Dans le cas du…

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…

Exercices à imprimer pour la première S – Cohésion des solides moléculaires Exercice 01 : Configuration Z et configuration E. On s’intéresse aux acides (Z)-but-2-ène-1,4-dioïque (nom courant : acide maléique) et (E)-but-2-ène-1,4-dioïque (nom courant : acide fumarique). a. L’acide fumarique est-il représenté par la formule 1 ou par la formule 2 ? b. Montrer que l’un de ces deux acides peut établir des liaisons hydrogène intermoléculaires (au sein d’une même molécule). Faire un schéma. c. Ces deux acides ont des…

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…