Physique - Chimie S – TS : Terminale - PDF à imprimer

Exercices corrigés pour la tleS – Temps relatif – Vitesse absolue – Terminale S Exercice 01 : QCM Choisir la ou les bonne(s) réponse(s). Justifier. En relativité galiléenne, les grandeurs qui ne dépendent pas du référentiel sont : a. Les durées. b. Les distances parcourues. c. Les vitesses. Le postulat d’Einstein est : a. Incohérent avec l’expérience de Michelson et Morley. b. Relatif à la vitesse de la lumière. c. Cohérent avec l’expérience de Michelson et Morley. En relativité restreinte,…

Cours de tleS – Principe du laser – Terminale S Le laser est une source primaire de lumière possédant des caractéristiques particulières. Caractéristiques du laser Première réalisation du laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) dans les années 1960 (laser rouge à rubis de Maiman). Monochromaticité: sceptre de raies d’une longueur d’onde précise et souvent unique. Pour le laser He-Ne, la longueur du rayonnement est λ = 632,8 nm. Directivité du faisceau : faisceau très peu élargi. Celui-ci n’est…

Cours de tles – Son et architecture – Terminale S Ce sujet étudie la problématique de l’architecture d’une salle de spectacle. Il met en évidence la nécessité de disposer de moyens passifs de modifier l’acoustique d’une salle selon le type de spectacle grâce à des panneaux mobiles, il propose ensuite une étude géométrique et énergétique des surfaces sourdes. Définitions Acoustique active : modification du son perçu par l’auditeur par capture, traitement et rediffusion électroacoustiques. Acoustique passive: modification du son perçu…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Techniques utilisées lors d une synthèse – Terminale S Exercice 01 : Synthèse de la menthone La menthone est un des constituants de l’huile essentielle de menthe poivrée. On peut la préparer par oxydation ménagée du menthol, selon le protocole suivant. « Dans un ballon, introduire 16 g de menthol et 100 mL d’une solution aqueuse de permanganate de potassium à la concentration 0,80 mol.L-1 (et acidifiée par quelques millilitres d’acide sulfurique…

Exercices à imprimer pour la tleS – Photon – Terminale S Exercice 01 : Référentiels L’effet photoélectrique consiste à arracher la matière des électrons avec des photons d’énergie convenable : l’énergie du photon doit au moins être l’énergie d’extraction de l’électron W, qui dépend de la nature du matériau exposé à la lumière. Pour le sodium (Na), cette extraction est et pour le platine (Pt), . Données : c=3,00 X 108 m.s-1 ; h=6,63 X 10-34 J.s ; 1 eV=1,60…

Exercices corrigés pour la tleS – Principe du laser – Terminale S Exercice 01 : Photon et laser Un laser à diode, utilisé en chirurgie, émet un rayonnement monochromatique de fréquence égale à 3,70 x 1014 Hz. La puissance du faisceau émis est P = 10,0 W et la durée de tir est réglable de 1.00 x10-2 s à 100s. Données : c = 3,00 x 108 m. s-1; h = 6,63 x 10-34 J. s ; 1 eV= 1,60…

Cours de tleS sur le photon – Terminale S Le prérequis est la connaissance des propriétés ondulatoires de la lumière, en particulier des relations entre longueur d’onde λ, période T, fréquence f et vitesse de la lumière c. La « particule » photon Le photon est la particule élémentaire des ondes électromagnétique : lumière visible, infrarouges, ondes radio, ultraviolets, rayons gamma. Le photon se déplace dans le vide à la vitesse de la lumière, c=3,00.108 s-1 L’onde lumineuse Certains faits…

Exercices à imprimer pour la tles – Excitation – Désexcitation – Terminale S Exercice 01 : Effet photoélectrique L’effet photoélectrique consiste à arracher à la matière des électrons avec des photons d’énergie convenable : l’énergie du photon doit au moins être égale à l’énergie d’extraction de l’électron W’, qui dépend de la nature du matériau exposé à la lumière. Pour le sodium (Na), cette énergie d’extraction est W(Na) = 2,28 eV et pour le platine (Pt), W(pt) = 6,35 eV….

Cours de tleS – Excitation – Désexcitation – Terminale S La mécanique quantique permet d’interpréter les observations des spectres de raies des atomes, des ions et des molécules en montrant que leurs niveaux d’énergies sont quantifiés. Transitions électroniques, vibratoires Les transitions électroniques peuvent se produire dans les atomes. Les électrons y sont répartis sur des couches électroniques caractérisées par leurs niveaux d’énergie respectifs. Il y transition lorsqu’un électron passe d’un niveau à un autre. Lorsqu’un atome reçoit une quantité d’énergie…

Exercices corrigés pour la tleS – Nouveaux matériaux – Terminale S Exercice 01 : Vrai ou faux Les nanoparticules ont au moins une dimension comprise entre I et 100 nanomètres. ….. Les nanoparticules sont plus petites que les atomes. ….. Les nanoparticules sont assez petites pour rentrer dans une cellule humaine. ….. L’abréviation NTC signifie « nanomolécule de carbone ». ….. Les NTC sont uniquement faits à partir d’atomes de carbone. ….. Les NTC, 1e diamant et le graphite sont…

Cours pour la tleS – Nouveaux matériaux – Terminale S Il existe de nombreux nouveaux matériaux, généralement utilisés dans la médecine. Nanoparticules Les nanoparticules sont des particules de diamètre inférieur à 100 nm, soit 10-7 Elles permettent de grandes avancées technologiques, mais leur innocuité envers l’environnement et la santé humaine ne sont pas connues. Les nanotubes sont des structures cristallines et tubulaires. Les nanotubes de carbone sont des matériaux parmi les plus résistants et possèdent des conductivités électriques et thermiques…

Exercices à imprimer pour la tleS – Structure et propriété – Matériaux – Terminale S Exercice 01 : Utilisation des tensioactifs Les tensioactifs sont des composés chimiques présentant deux parties aux propriétés distinctes : une partie hydrophobe, qui a une mauvaise affinité avec l’eau, et une partie hydrophile, qui a une bonne affinité avec l’eau. Les tensioactifs sont omniprésents dans notre environnement, que ce soit dans des structures naturelles ou dans des productions artificielles. En voici deux exemples : Les…

Cours de tleS – Matériaux : structure et propriété – Terminale S Il existe un lien entre la structure moléculaire ou électronique de certains matériaux et leurs propriétés. Ces structures permettent différentes interactions : interaction électrique, interaction de Van der Waals, changement de niveaux d’énergie électronique par absorption de chaleur, etc. et ces interactions expliquent des propriétés ou des formes particulières de ces matériaux. Définitions Bande de conduction: bande de plus basse énergie qui n’est pas entièrement remplie d’électrons. Ce…

Exercices à imprimer pour la tleS – Cycle de vie – Matériaux – Terminale S Exercice 01 : Corrosion des piliers métalliques partiellement immergés en eau de mer. Vous faites partie d’un laboratoire d’ingénierie qui doit étudier la conception d’un ponton. En marine, le ponton (ou embarcadère) permet l’embarquement ou le débarquement de passagers et l’amarrage des bateaux. Compléter le tableau en répondant par vrai ou faux et précisant à chaque fois le numéro du document utilisé pour répondre à…

Cours de tles – Matériaux : cycle de vie – Terminale S L’élaboration d’un matériau est régie par différents objectifs : propriétés, coût. De plus, un matériau vieillit lors de son usage et il faut le protéger contre ce vieillissement. Enfin, une fois usé, il est important d’optimiser le recyclage du matériau afin de limiter son impact environnemental. Le cycle de vie d’un produit industriel est décrit par 1a succession des étapes suivantes : analyse des besoins et cahier des…

Exercices à imprimer pour la tleS – Son et architecture – Terminale S Exercice 01 : Il n’existe aucune acoustique idéale pour une salle de spectacle. On n’attend pas les mêmes propriétés selon qu’on organise un concert symphonique, un récital de violon, un concert de musique vocale, un concert de music amplifiée, une pièce de théâtre. Ainsi, il est essentiel de pouvoir distinguer les moindres inflexions de la voix des comédiens (on évitera alors les échos), alors qu’il est important…

Exercices à imprimer pour la tleS – Eau et ressources – Terminale S Exercice 01 : L’eau sur Terre est en très grande majorité présente dans les mers et les océans. En revanche, les ressources en eau douce potentiellement potable sont très restreintes et leur répartition sur le globe est à l’origine de nombreux conflits. La production d’eau douce à partir de mer est possible, mais il faut éliminer les ions contenus dans celle-ci. Deux méthodes sont principalement utilisées :…

Cours de tles – Eau et ressources – Terminale S Les mers et les océans occupent un volume gigantesque sur Terre, ce qui en fait des réserves de ressources très intéressantes pour l’Homme. La première de ses ressources est l’eau elle-même, qui peut être purifiée par différentes méthodes afin d’être rendue consommable. De plus, les océans abondent en ressources organiques grâce à la diversité de la flore et de la faune qu’ils abritent. L’exploitation de ces ressources permet de produire…

Exercices corrigés à imprimer – Émetteurs et récepteurs sonores – Terminale S Exercice 01 : Des chercheurs travaillent sur l’émission de sons plus complexe, en comprenant leurs caractéristiques physiques, on espère pouvoir les reproduire artificiellement. On trouve en particulier sur Internet un article intitulé « Influence de l’expansion des joues lors de la reproduction d’une plosive bilabiale » présenté à la 14e édition des rencontres des étudiants chercheurs en informatique pour le traitement automatique des langues. La locution qu’on étudie…

Cours de tleS – Émetteurs et récepteurs sonores – Terminale S L’humain est capable de communiquer par la parole. La voix humaine est générée par les cordes vocales. Les sons émis sont captés par l’oreille. Celle-ci suit la loi de Fechner, « La sensation sonore est proportionnelle au logarithme de l’intensité acoustique. » Définitions Cochlée (appelée aussi limaçon) : organe de l’oreille interne transformant les vibrations mécaniques transmises par le marteau, l’enclume et l’étrier, en un signal électrique. Consonne: perturbation…

Exercices corrigés à imprimer – Sons et instruments de musique – Terminale S Exercice 01 : Analyse d’un spectre de fréquences On analyse le son produit en pinçant une corde de violon tendue entre deux points. (Figure ci-contre). Quelle est la fréquence du son fondamental ? Tous les premiers harmoniques sont-ils présents ? Justifier. Calculer la vitesse de propagation des ondes le long de cette corde. Exercice 02 : Sons émis par les cordes vibrantes On dispose d’un rouleau de…

Cours de tleS – Sons et instruments de musique – Terminale S Un instrument de musique est constitué d’un oscillateur mécanique pouvant être mis en vibration et d’un système mécanique pouvant entrer en résonance pour des fréquences déterminées. Définitions Chanterelle : corde produisant les sons les plus aigus du violon. Corde vibrante: corde élastique fixée à ses extrémités et mise en vibration selon certains modes propres de vibration. Fibre bouchée à une extrémité: cavité cylindrique produisant un son de fréquence…

Exercices à imprimer pour la tleS – Energie – Eau – Terminale S Exercice 01 : Comme les piles électriques classiques, les piles à combustibles fonctionnent grâce à une réaction entre un oxydant et un réducteur. La différence est que le réducteur est un combustible et l’oxydant un comburant, généralement le dioxygène. Un combustible particulièrement intéressant est le dihydrogène, car il ne contient pas de carbone. L’énergie produite par une pile peut être calculée comme le produit de la tension…

Cours de tleS – Eau et énergie – Terminale S Les piles à combustibles présentent de nombreux avantages pour remplacer les moteurs à explosion. Le dihydrogène est une source d’énergie renouvelable puisqu’il est formé à partir d’eau et que son utilisation dans les piles produit à nouveau de l’eau. Cependant sa production actuelle nécessite l’utilisation d’une ressource non renouvelable, le gaz naturel. Afin que le dihydrogène soit une source d’énergie renouvelable à faible impact écologique dans l’avenir, il est nécessaire…

Exercices corrigés à imprimer – Eau et environnement – Terminale S Exercice 01 : L’érosion des roches est due à une action physique des éléments (vent, écoulement d’eau, etc.) et a des réactions chimiques (oxydation, hydrolyse, etc.). Au cœur de ce phénomène, l’eau sert de milieu d’échange et permet la dégradation des roches et leur dissolution partielle. Ainsi, les éléments chimiques des roches sont déplacés par l’eau. Par exemple, les ions calcium (Ca2+) sont dissous dans les eaux d’infiltration, puis…

Cours de tleS – Eau et environnement – Terminale S L’eau est un milieu d’échange exceptionnel. De très nombreuses espèces chimiques peuvent être dissoutes et subir des transformations chimiques dans l’eau. Pour cette raison, l’eau joue un rôle majeur dans les écosystèmes et de façon générale dans l’environnement. Il est donc important de connaître sa composition chimique, afin de pouvoir surveiller, anticiper et lutter contre les pollutions dont elle peut être un vecteur. Définitions Chaulage: épandage de chaux vive (CaO)…

Exercices corrigés pour la tleS – Sélectivité en chimie organique – Terminale S Exercice 01 : Reconnaître un réactif sélectif On donne dans le tableau ci-après les fonctions transformées par trois réactifs courants. Quel est le réactif le moins sélectif parmi les trois réactifs proposés ? Parmi les trois réactifs, en existe-il un qui permette de transformer sélectivement un groupe nitro en groupe amine ? On considère le métanitro-benzaldéhyde dont la formule est donnée ci-contre. Donner pour chaque réactif, proposé…

Cours de tleS – Sélectivité en chimie organique – Terminale S Le problème de la sélectivité en chimie organique se pose dans un grand nombre de synthèses organiques. Qu’est-ce que la sélectivité ? La sélectivité en synthèse organique intervient dès lors que l’on utilise des composés polyfonctionnels. Les composés polyfonctionnels sont des molécules qui contiennent plusieurs groupes caractéristiques : ces groupes peuvent être identiques (exemple : le glycérol) ou différents (exemple : la glycine). Le problème de la sélectivité se…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Chimie durable respect de l’environnement – Terminale S Exercice 01 : Rappels de cours Quel est l’objectif de la chimie durable ? En chimie durable, en quoi consiste l’économie d’atomes ? Quels sont les intérêts de l’utilisation de catalyseurs très sélectifs ? Exercice 02 : Comparaison de deux processus d’oxydation On étudie deux réactions dont les équations-bilans sont données ci-après. Oxydation par le dioxygène de l’air, en présence d’un catalyseur à base…

Cours de tleS – Chimie durable respect de l environnement – Terminale S Certaines réactions chimiques nuisent à l’environnement de même pour certaines espèces obtenues par synthèse. Toutes atteintes à l’environnement incitent l’Homme à aller vers une chimie durable, une chimie qui garantit le respect de l’environnement. Chimie durable, respect de l’environnement L’objectif est de concevoir des synthèses qui réduisent, voir élimine l’utilisation ou la formation de substances néfaste pour l’environnement. Pour limiter la production de déchets, une synthèse doit…