Partie 3 Notions: La pratique du sport Chapitre 15. Le mouvement 15.1. Introduction 15.1.1. Quelques exemples de "sports qui bougent" Afin de bien vous rendre compte de ce dont il est question ici, vous êtes fortement encouragé à exercer une activité physique ! En attendant, voici quelques extraits "sportifs". Voir: sur Youtube https://www.youtube.com/watch?v=pVtZL2hQYLE https://www.youtube.com/watch?v=nZcejtAwxz4 https://www.youtube.com/watch?v=gMaDhkNJA2g https://www.youtube.com/watch?v=_AArltTNRaA https://www.youtube.com/watch?v=yKP7jQknGjs https://www.youtube.com/watch?v=Mun_kUi9dx4 15.1.2. Définition La cinématique est l'étude du mouvement d'un corps en fonction du temps, indépendamment de toute cause pouvant le provoquer ou le modifier. L'objet de la cinématique est la description mathématique du mouvement à partir des notions de position par rapport à un repère d'espace, de trajectoire, de temps et de vecteurs vitesse et accélération. 15.2. Relativité du mouvement 15.2.1. Mouvement et trajectoire Activité: Hatier 2014, p130 Le mouvement correspond à la variation de la position d'un point (d'un solide, d'un système...) étudiée dans un référentiel, en fonction du temps. La trajectoire est l'ensemble des positions successives occupées par un point au cours de son mouvement. Simuler: exemples de mouvement http://www.ostralo.net/3_animations/swf/mouvements.swf Quelle est la trajectoire d'un point fixe de la nacelle lorsque la roue tourne ? 15.2.2. Référentiel "ça bouge! Mais par rapport à quoi..?" Si la description correcte (et donc complète) d'un mouvement peut paraître lourde, c'est parce qu'il y a une réelle necessité à préciser la manière dont est référencée la position du point étudié au cours du mouvement. Simuler: relativité du mouvement – choix du référentiel http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/referentiel_relati vite_mouvement_train.htm La trajectoire de la balle n'est visiblement pas la même suivant le choix du référentiel. Un Référentiel est un ensemble constitué: - d'un repère d'espace lié à un corps de référence permettant d'exprimer la position. - d'un horloge permettant de dater les évènements. Remarques: (complément de mathématiques) Le choix du référentiel doit toujours se faire de façon à simplifier les expressions mathématiques tout en respectant au mieux les hypothèses fixèes dans la définition du système. Les coordonnées d'une même position seront différentes dans un autre repère. Autrement dit, l'expression de la trajectoire est liée au référentiel. Le mouvement est dit relatif. On décrit le mouvement d'un point par rapport à un autre point. Vous n'êtes pas encore convaincu ? Entraînez-vous ! Simuler: relativité du mouvement – course de voitures http://www.ostralo.net/3_animations/swf/relativite_voitures.swf 15.2.3. La vitesse Nous allons redéfinir ensemble la notion de vitesse, valeur moyenne de vitesse et aborder la notion de valeur instantanée de la vitesse. La vitesse, telle qu'elle est vue au collège, est une grandeur physique qui renseigne de la capacité d'un point à changer rapidement de position au cours du temps. Dans un référentiel donnée, la valeur instantanée de la vitesse, notée v(t) ou v, exprimée en m.s-1, est égale au rapport de la distance séparant les deux positions ("rapprochées dans le temps") occupées par un point, sur la durée séparant la prise de ces positions. Avec t2 ≈ t1 Dans un référentiel donnée, la valeur moyenne de la vitesse, notée <v(t)> ou vmoy , exprimée en m.s-1, d'un point se déplaçant à une vitesse variabe, correspond à la vitesse qu'il faudrait maintenir tout au long du mouvement pour effectuer le même trajet en autant de temps. Exemple: fonctionnement des radars de contrôle routier. Voir: Cours T.spcl – ch08 – Télémétrie 1.2.1 à 1.2.4 (pour les plus curieux...) http://demignyj.e-monsite.com/medias/files/08-applications-observer-et-mesurer-1.pdf 15.3. Chronophotographie et mouvements caractérisés 15.3.1. Rappel: chronophotographie La chronophotographie est le terme historique qui désigne une technique de photographie qui permet de prendre une succession de photographies à intervalles réguliers permettant d'étudier le mouvement en décomposé de l'objet photographié. 15.3.2. Mouvements caractérisés Tout mouvement est une combinaison de mouvement de translation et/ou de mouvement de rotation. On distingue: - Les mouvements de translation, dits rectilignes. - Les mouvements de rotation, dits circulaires. - Les mouvements quelconques, dits curvilignes. Suivant la trajectoire et l'évolution de la vitesse, on distingue: - Les m.r.u et m.c.u ("uniforme", la vitesse est constante) - Les m.r.u.v et m.c.u.v ("uniformément varié", la variation de vitesse est constante) 15.4. Cas simples Activité: Hachette, p228 - parachutistes filmés AE n°11 - Latis pro: balle lachée à partir d'un velo en déplacement Simuler: chronophotographie mru http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/chronophotograp hie_mouvement_uniforme.htm Simuler: chronophotographie mruv http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/chronophotograp hie_mouvement_accelere.htm Chapitre 16. Forces et inertie 16.1. Introduction Le chapitre 15, portant sur la cinématique, nous a permis d'étudier le mouvement, indépendamment des causes de celui-ci. Ici, au chapitre 16, nous allons nous interesser aux causes du mouvement. La dynamique est l'étude des relations entre les forces et les mouvements qu'elles produisent. Elle décrit comment des corps se déplacent sous l'action de forces extérieures. Remarque: La dynamique se combine en deux domaines de mécanique: - La statique, qui étudie l'équilibre des corps. - La cinématique, qui étudie le mouvement. 16.2. Action mécanique, force et vecteur force 16.2.1. Action mécanique Lorsqu'un corps agit sur un autre, on dit qu'il exerce une action mécanique sur celui-ci. Elle représente des efforts exercés sur et entre les corps réels. Remarques: - Elle est dite "de contact" si les deux corps ont une surface en commun, sinon, elle est dite "à distance". - Elle est indicée par un couple "donneur/receveur", l'un des corps agissant sur l'autre. Une action mécanique d'un donneur peut entraîner: - La mise en mouvement du receveur - La modification de la trajectoire et/ou vitesse du receveur - La déformation du receveur Exemple: Lors d'un revers au tennis, on frappe la balle à l'aide d'une raquette. Le système étudié est la balle. Les actions mécaniques exercées sur le système par des objets extérieurs à ce dernier sont: - L'action de la raquette sur la balle. - L'action de la Terre sur la balle. - L'action de l'air sur la balle. 16.2.2. Force Une force est une action mécanique de translation qu'exerce un corps sur un autre. Elle s'applique en un point du receveur (ou sur une surface suffisamment petite), dans une certaine direction (celle de la translation), dans le sens du donneur vers le receveur, avec une certaine intensité. Exemples: Poussée d'Archimède (1ère S) Force gravitationnelle (ex: poids...) Force électromagnétique (1ère S) Tension d'un cable Remarque: L'intensité d'une force associée à l'action mécanique qu'exerce un corps 1 sur un corps 2, notée F1/2, s'exprime en Newton (N). Simuler: force et mouvement – débuter http://phet.colorado.edu/fr/simulation/forces-and-motion-basics Simuler: Action d'équilibrage http://phet.colorado.edu/fr/simulation/balancing-act 16.2.3. Modélisations et vecteur force Comment peut-on représenter les corps et les interactions ? Tout dépend du système mécanique étudié. Il faut effectuer des hypothèses cohérentes. Essayer autant que possible de faire une première approche simplifiée du système, vérifier la cohérence des résultats. La précision des résultats augmente avec la complexité du modèle du système étudié. Un point matériel (ou masse ponctuelle) est une représentation idéale d'un corps infimment petit (point géométrique) de masse finie. On modèlise une force par un vecteur, appelé "vecteur force", généralement noté: ou Comme tout vecteur, en plus du point d'application, le vecteur force est défini par: - une direction (celle de la translation) - un sens (donneur vers receveur) - une norme (de valeur égale à l'intensité de la force) Exemple: Reprenons notre revers de tennis. (En négligeant les frottements de l'air) Simuler: représentation force http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/representation_f orce.htm 16.2.4. Rappels mathématiques: vecteur Lire: Cours vecteur 2nde http://www.mathaapiti.org/fichiers/cours2dechap6.pdf Lire: résumé de cours vecteur 2nde http://www.xm1math.net/seconde/seconde_chap7_cours.pdf Simuler: addition de vecteurs https://phet.colorado.edu/fr/simulation/vector-addition Pour la suite, on utilisera le formalisme suivant: Les coordonnées de , dans le repère sont . ainsi, on note: ou où est vecteur unitaire. 16.3. Principe d'inertie 16.3.1. Approche historique Lire: histoire de la gravitation: Galilée http://www.aim.ufr-physique.univ-paris7.fr/CHARNOZ/homepage/GRAVITATION/grav4.html Voir: histoire du principe d'inertie (résumé) https://www.youtube.com/watch?v=qdoPqL_A16s En faisant des expériences avec des billes qui roulent sur des plans de différentes natures, il observe que si le plan est très rugueux, la bille s'arrête rapidement, par contre, si le plan est très lisse ou recouvert d'huile par exemple, la bille parcourt une distance beaucoup plus grande avant de s'arrêter. Galilée eut alors l'idée de forces de frottement : le plan rugueux frotte très fortement sur la bille et l'oblige à s'arrêter rapidement, en revanche, sur le plan lisse les forces de frottement sont très faibles et n'empêchent pas la bille de rouler. Dans la vie de tous les jours, les forces de frottement sont partout présentes et obligent les corps à stopper leur mouvement, c'est pour cela que pour entretenir ce mouvement on doit constamment appliquer une force extérieure à un corps pour contrebalancer ces forces de frottement : par exemple, on doit tirer une charrette pour la faire avancer, pour contrebalancer les frottements dus aux pièces mécaniques dans les roues, et également dus au contact avec le sol. Galilée "s'approche" du principe d'inertie... "Tout corps possède une certaine inertie qui l'oblige à conserver sa vitesse, à moins qu'une force extérieur, une force de frottement par exemple, ne l'oblige à arrêter ce mouvement." Vers 1644, E.Torricelli aurait écrit (déclaré ?): "La gravité est une fontaine d'où jaillissent continuellement des quantités de mouvement... Elles se conserveront et s'agrègeront; quand le grave vient donner la percussion sur le marbre, il n'applique plus sa charge de 100 livres, fille d'un seul instant, mais les forces omnes (sommées) filles de dix instants." Ce principe d'inertie sera repris par Newton, et publié en 1687 dans son ouvrage "philosophiae naturalis principia mathematica", correspondant à la première des trois lois du mouvement. "Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état." 16.3.2. Énoncé "moderne" du principe d'inertie "Dans un référentiel galiléen, tout objet persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les actions mécaniques qui s'exercent sur lui se compensent (ou l'absence d'action mécanique)." Remarque: On pourrait aussi retenir l'énoncé suivant: "Si la résultante des forces appliquées sur un corps est nulle, le mouvement de celui ci, dans un référentiel galiléen, est un m.r.u" Attention ! v = 0 m.s-1 est un cas particulier de m.r.u AE n°12 : Curling – principe d'inertie Exemple: Boule de bowling posée sur le sol. Simuler: principe d'inertie http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/principe_inertie. htm Simuler: Principe d'inertie http://www.ostralo.net/3_animations/swf/PrincipeInertie.swf Voir: C'est pas sorcier – Roller, skate et BMX: comme sur des roulettes ! https://www.youtube.com/watch?v=XRSnKklJm3w Voir: C'est pas sorcier – principe d'inertie (épisode d'anthologie !!) https://www.youtube.com/watch?v=XrX_6CTbDe0 Voir: Eureka - Principe d'inertie https://www.youtube.com/watch?v=LRJtJpQldq8 Voir (et vivre!): Force d'inertie – Palais de la découverte http://www.canal-u.tv/video/cerimes/forces_d_inertie.9173 16.4. La masse d'un corps Qu'est-ce que la masse d'un corps? Quel impact a t-elle sur le mouvement ? La seconde loi de Newton, qui n'est pas au programme de la classe de seconde, permet de dire qu'une force est une grandeur homogène au produit d'une masse par une variation de vitesse. Voici la conséquence directe de cette loi: - Pour le même corps (même masse), plus la force appliquée sur celui-ci est grande plus sa vitesse changera brutalement. - Une force appliquée sur un corps le fera se déplacer d'autant plus brutalement que la masse de celui-ci est faible. La masse dont on parle ici est appelée "masse inertielle". C'est la grandeur qui rend compte de la capacité d'un corps à s'opposer à une variation de sa vitesse. Exemple: Au rugby (hokey, football US...) il est plus diffile de stopper un joueur de 100 kg qu'un joueur de 80 kg. La force que vous pouvez appliquer sur l'autre joueur pour le stopper depend de votre propre poids et de vos appuis. L'impact avec le joueur adverse lors du contact dépend de sa masse et de sa vitesse. (Énergie cinétique - 3ème). Voir: best of football US https://www.youtube.com/watch?v=gfRZvvCkH74 16.5. Étude expérimentale d'une activité sportive Activité et DM: étude dynamique – séance "EPS/sc.physiques" – Le volley 1) Séance de 2 heures, au gymnase, encadrée par les professeurs de sc.phy et d'E.P.S, permettant aux élèves (grp de 3-4) de mettre au point la capture vidéo d'une expérience (au choix) dans le cadre d'une activité sportive, ici le volley ball. 2) Étude du mouvement de la balle (latis, tableur, chronophotographie...) L'élève peut étudier: - La modélisation du système. - La trajectoire de différente balle. - L'impact de la position du corps/de la main sur le mouvement de la balle. - La mesure de la vitesse (de chute, d'avance, instantannée...) - La mesure de l'accelération de pesanteur - Évaluation de l'efficacité d'un smash, service... - Autres... 3) Présentation du travail effectué – support d'expression libre Simuler: mouvement d'un projectile http://phet.colorado.edu/fr/simulation/projectile-motion Bilan n°11 Travailler avec le livre: Bordas 2014 Travailler avec le livre: Bordas 2010 Cours p.... Résumé p.... Exercices p.... Documents complémentaires p.... Cours p.... Résumé p.... Exercices p.... Documents complémentaires p.... Chapitre 17. Application à la gravitation universelle 17.1. Rappels Nous avons déjà abordés la gravitation universelle dans le thème "univers" en début d'année. (voir: Ch07). En voici un résumé: 17.2. Force gravitationnelle, poids et chute 17.2.1. Vecteur poids Le poids, noté P, est la force intervenant sur un corps massique résultante de l'action de la pesanteur. Remarque: L'action de la pesanteur s'effectue sur chacun des constituants massiques du système. Le vecteur poids est égal à la somme vectorielle de tout les vecteurs poids associés à chacun de ces constituants massiques présents dans un champ de pesanteur. On parle alors de force résultante. Exemple: Le vecteur poids est toujours verticale*. Dans un repère correspondant à des axes "horizontal" (orienté gauche->droite) et "vertical" (orienté bas->haut) , les coordonnées du vecteur sont: : avec *En réalité, à cause de la rotation de la Terre, celui-ci n'est pas exactement dirigé sur centre de la Terre. Remarques: Il y a quelques hypothèses à formuler pour arriver à cette notation: - La Terre ne tourne pas (=> le vecteur poids est vertical) - Le système est très petit par rapport à la Terre. (=> validité de la résultante poids => g = cste sur tout le corps => le sol est plat ) - Le système "chimique" est fermé (=> m = cste) 17.2.2. "g", accélération de pesanteur Vous l'avez surement remarqué, dans la formule P=m.g, g s'exprime en Newton par kilogramme (N.kg-1). Or nous avons aussi vu, sur les chronophotographies des projectiles ou la chute d'un corps, dans la phase du mouvement correspondant à un m.r.u.v la vitesse varie constament d'un rapport égal à g qui s'exprime alors en mètres par seconde carré (m.s-2). Activité: chute d'un corps Simuler: chronophotographie mruv http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/chronophotogra phie_mouvement_accelere.htm Aux erreurs de lecture prêt, on peut considérer que a = g. D'où l'appelation "accélération de pesanteur". Voir: mesures historiques de l'accélération de la pesanteur https://www.youtube.com/watch?v=0v_i4FVZIIk#t=61 Chapitre 18. La mesure du temps en sport 18.1. Introduction Le temps est un sujet très interessant. La meilleure façon de vous en rendre compte, c'est d'écouter les experts en parler... Voir: Que savons-nous du temps ? Conférence d'Étienne Klein https://www.youtube.com/watch?v=NDYIdBMLQR0 Voir: La magie du cosmos – L'illusion du temps https://www.youtube.com/watch?v=1QGS2jg7dbI 18.2. temps et mesure du temps 18.2.1. Le temps Le temps est une grandeur physique fondamentale. Ce qui explique qu'on ne puisse pas en donner une définition rigoureuse. En revanche, ce que l'on peut facilement étudier ce sont les évenements physiques qui se déroulent dans le temps. Aussi, soyez rigoureux, il ne faut pas confondre le "temps" et les "phénomènes qui dépendent du temps". Exemple: une montre n'indique pas l'heure. Les aiguilles changent de positions au cours du temps, à une position est associée une valeur temporelle relative que l'on appelle "l'heure". 18.2.2. La mesure du temps L'Homme, soucieux de se repérer dans le temps a construit plusieurs types d'horloges. Toutes conçues sur le même principe: la périodicité des phénomènes physiques. Voir: La mesure du temps – CERIMES http://www.canal-u.tv/video/cerimes/la_mesure_du_temps.14102 Activité: Pendule pesant Simuler: période du pendule pesant http://www.sciences.univnantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/Oscillateurs/periode_pendule.php Plus la longueur du pendule est petite, plus la période d'oscillation est grande. La masse n'intervient pas dans l'expression de la période. En revanche celle-ci dépend du poids, et donc de l'accélération de pesanteur. La mesure de la période est d'autant plus précise que le nombre d'oscillations est grande. (voir: ch11). Voir: la mesure du temps de la révolution industrielle à nos jours http://www.canalu.tv/video/campus_condorcet_paris_aubervilliers/la_mesure_du_temps_de_la_revolution_ind ustrielle_a_nos_jours_premiere_partie.10031 18.3. Précision sur la mesure du temps en sport Activité: Hachette, p230 Suivant la discipline sportive, le chronométrage nécessite une précision plus ou moins grande. Pour certaines courses automobiles, les durées sont chronométrées au dix-millième de seconde. La durée, notée ∆t, exprimée en seconde (s) est un intervalle de temps. Chapitre 19. Concentrations et quantité de matière 19.1. Introduction Comment peut-on quantifier les entités microscopiques ? Activité: Combien y-a-t-il d'atomes de fer dans une boule de pétanque ? 19.2. La mole 19.2.1. Définitions Les quantités d'entités manipulées par les chimistes sont très grandes, de par le problème d'échelle (micro / macroscopique). Une des astuces possibles pour simplifier la notation de ces quantités consiste à réaliser le décompte à partir de "paquets" d'entités. La mole, notée mol, est une unité fondamentale du système internationnal (SI). Une mole, notée n, est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires (atomes, ions, molécules...) que d'isotopes 12C dans 0,012 kg de carbone 12. Remarque: Dans une douzaine d'oeufs, il y a 12 oeufs. Dans une centaines d'arbres, il y a 100 arbres. Dans une mole de fer, il y a NA atomes de fer. ( NA est le "nombre d'Avogadro"). Lire: Avogadro, sa constante: entre mythe et réalité (CultureScience) http://culturesciences.chimie.ens.fr/printpdf/1328 La constante d'Avogadro, notée NA, exprimée en mol-1, correspond à la quantité d'entités présentes par mole de ces mêmes entités. NA ≈ 6,02214129 . 1023 mol-1 On retiendra, NA ≈ 6,022 . 1023 mol-1 Démonstration: m(12C) ≈ 1,992 . 10-26 kg Dans 12 g de 12C, il y a donc N isotopes où N vaut: N ≈ 6,022 . 1023 N = m / m(12C) Pourquoi avoir "choisi" le carbone 12 comme référence ? 19.2.2. Relation liant n et N Attention: La quantité de matière (notée n, exprimée en moles) est une grandeur qui rend compte du nombre d'entités d'un système (noté N, sans unité). Ne confondez pas les deux ! Ainsi, on a la relation: N = NA . n 19.3. La masse molaire Jusqu'à maintenant, la masse et le volume étaient les seuls grandeurs (utilisées en classe) rendant compte de la "quantité de matière". Il y a donc forcement une relation liant quantité de matière et masse d'un échantillon... Combien y-a-t-il de moles de beurre dans 250 g de beurre ? La masse molaire atomique d'un élément "x", notée M(x), exprimée en g.mol-1, correspond à la masse d'une mole d'atome de l'élément "x". La masse molaire atomique est égale au rapport de la masse m (en grammes) de cet élément par la quantité de matière n (en moles) du système. La masse molaire moléculaire d'une espèce chimique moléculaire "x", notée M(x), exprimée en g.mol-1, correspond à la masse d'une mole de molécule de cette espèce. Remarques: La masse molaire atomique est indiquée, pour chaque élément, dans le tableau de classification périodique des éléments chimiques. La masse de l'électron étant très faible devant celle du proton et donc du noyau, la différence de masse entre l'atome et l'ion associé est très faible. Ainsi, on a: Mion ≈ Matome La masse molaire moléculaire est égale à la somme des masses molaires atomiques des atomes qui composent la molécule. Simuler: ptable http://www.ptable.com/?lang=fr Exemple: Pour une molécule d'eau H2O: M(H2O) ≈ 2 . 1,0 + 16,0 M(H2O) = 2.M(H) + M(O) M(H2O) ≈ 18,0 g.mol-1 Simuler: masse molaire – ptable (PCCL) http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/tableau_classific ation_periodique_elements_mendeleiev_isotopes_masse_molaire.htm 19.4. La concentration molaire 19.4.1. Définition La concentration molaire d'une espèce chimique en solution, notée c ou [x] lorsqu'il s'agit d'un ion , exprimée en mol.L-1, est égale à la quantité de matière de cette espèce par unité de volume de solution. La concentration molaire est égale au rapport de la quantité de matière n (en moles) de l'espèce chimique par le volume totale de la solution (en litres). Remarque: Ne pas confondre concentration molaire (c, en mol.L-1) et concentration massique (t ou cm, en g.L-1) ! Simuler: la concentration (Phet) http://phet.colorado.edu/fr/simulation/concentration Activité: préparation d'une boisson isotonique Quelle est la masse molaire moléculaire du glucose ? Du chlorure de sodium ? M(G) = 6.M(C) + 12.M(H) + 6.M(O) M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) M(G) ≈ 6 . 12,0 + 12 . 1,0 + 6 . 16,0 M(NaCl) ≈ 23 + 35,5 -1 M(G) ≈ 180,0 g.mol M(NaCl) ≈ 58,5 g.mol-1 Calculer les concentrations massique cm(G) et molaire c(G) en glucose de la boisson. cm(G) = m(G) / V c(G) = n / V cm(G) ≈ 6,49 / 0,1 c(G) = m(G) / (V.M(G)) cm(G) ≈ 64,9 g.L-1 c(G) ≈ 2,77 mol.L-1 19.4.2 La dilution Diluer une solution, c'est augmenter la proportion de solvant de la solution. Ce qui revient à augmenter le volume de la solution sans augmenter la quantité de matière du soluté. Si le système est fermé, la quantité de matière est constante: n1 = n0 Ainsi, n1 = c1 . V1 et n0 = c0 . V0 on a alors c1 = c0 . V0 / V1 Remarque: La solution que l'on souhaite diluer est appelée solution mère. (Vmère et cmère) La solution fille est obtenue à partir de la solution mère diluée. (Vfille et cfille). AE n°13: dilution Voir: Dilution d'une solution mère https://www.youtube.com/watch?v=8Que0kQ8_mg&spfreload=10 Simuler: préparation d'une solution à partir d'un solide ou d'une solution mère http://www.ostralo.net/3_animations/swf/solution.swf Bilan n°12 Travailler avec le livre: Bordas 2014 Travailler avec le livre: Bordas 2010 Cours p.... Résumé p.... Exercices p.... Documents complémentaires p.... Cours p.... Résumé p.... Exercices p.... Documents complémentaires p.... Chapitre 20. La transformation chimique et activité physique 20.1. Système chimique Un système chimique est un ensemble d'espèce chimiques susceptibles de réagir entre elles et sur lesquelles porte une étude particulière. Un système chimique peut évoluer et subir une "transformation chimique" qui modifie son état. L'état d'un système chimique est décrit par: - La nature et la quantité de chaque espèce présente. - L'état physique de chaque espèce présente: (s), (l), (g), (aq). - La température T et la pression P. 20.2. Réaction chimique Lors d'une réaction chimique le système évolu de son état initial (avant la transformation) vers l'état final (après la transformation). Les espèces chimiques introduites à l'état initial sont appelées réactifs. Les espèces obtenues progressivement pendant la transformation, jusqu'à l'état final, sont appelées produits. Rappel: Au cours d'une réaction chimique, la quantité de matière est constante. n = cste donc m= cste (voir: la définition de masse molaire moléculaire) Simuler: avancement (PCCL) – hors programme http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/tableau_avance ment_reactif_limitant_proportions_stoechiometriques_exces_bilan_matiere.htm 20.2.1. Exemples Voir: top 5 des réactions les plus spectaculaires (futura-sciences) http://www.futura-sciences.com/videos/d/chimie-top-5-reactions-plus-spectaculaires-941/ Voir: professeur Hunter et ses démos de chimie https://www.youtube.com/watch?v=meGU72TU5zI 20.2.2. Modélisation On modélise une transformation chimique affectant un système de deux façons: - via la représentation des états initial et final du système. - via l'équation chimique de la réacion. Combustion du méthane dans le dioxygène. CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(g) Simuler: conservation des éléments (PCCL) http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/ajuster_stoechio metrie_1.htm Activité: Hatier 2010, p178 Comment décrire et modéliser les transformations chimiques du glucose ? Lire: éviter la deshydratation http://entrainement-sportif.fr/eviter-deshydratation.htm 20.2.3. Effets thermiques Lors d'une transformation chimique, un système peut céder ou absorber de l'énergie thermique ("chaleur"). Certaines transformations ne s'accompagnent d'aucun effet thermique. AE n°14: "Poche de froid". Étude des solides suivants: NaCl(s) CaCl(s) KNO3(s) MgCl2(s) Lequel pourrait servir pour fabriquer une "poche de froid" ? 20.3. Transformations physiques Les transformations physiques fusion, vaporisation et sublimation absorbent de l'énergie thermique du milieu extérieur (celui-ci se refroidit). Les transformation physiques solidification, liquéfaction et condensation cèdent de l'énergie thermique au milieu extérieur (celui-ci se réchauffe). Attention: "Il y a de la condensation sur les vitres !" => NON !! Il n'y a pas de glaçons/givre sur la vitre... La condensation est le nom de la transformation physique Gaz-> solide. En revanche, l'appelation "condentation liquide" est acceptée pour la liquéfaction. Pourquoi transpire-t-on ? Quel effet cela a-t-il sur le corps ? AE n°15: système chimique et son évolution, effet thermique Bilan n°13 Travailler avec le livre: Bordas 2014 Travailler avec le livre: Bordas 2010 Cours p.... Résumé p.... Exercices p.... Documents complémentaires p.... Cours p.... Résumé p.... Exercices p.... Documents complémentaires p.... Chapitre 21. Pression et plongée Chapitre 22. Pression et sport en altitude 22.4. Le volume molaire La volume molaire d'un gaz, noté Vm, exprimé en L.mol-1, est égal au volume occupé par une mole de gaz, dans des conditions de pression et de température données. Remarque: Dans les mêmes conditions de température et de pression, tous les gaz ont le même volume molaire. Exemples: À T = 20 °C et P = 1 bar, Vm = 24 L.mol-1 À T = 0 °C et P = 1 bar, Vm = 24 L.mol-1 Chapitre 23. Matériaux et les molécules du sport