Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment définir la distance focale et la vergence d’une lentille ? Réflexes ● On appelle distance focale, notée f ′ , la mesure algébrique OF ′ de la distance OF ′ ; elle s’exprime en mètre (m) : f ′ = OF ′ La vergence, notée C, correspond à l’inverse de la distance focale : C= 1 f′ La vergence C s’exprime en dioptries notée . Comment construire graphiquement l’image d’un objet à travers une lentille convergente ? Il suffit de trois rayons pour construire graphiquement l’image A′ B ′ d’un objet AB. ● Rayon 1 : on trace le rayon issu de B passant par le centre optique O, ce rayon n’est jamais dévié. ● Rayon 2 : on trace le rayon issu de B passant par le foyer objet F , il émerge de la lentille parallèle à l’axe optique. ● Rayon 3 : on trace le rayon issu de B parallèle à l’axe optique, il émerge de la lentille en passant par le foyer image F ′ . Comment énoncer la relation de conjugaison ? Qu’appelle-t-on grandissement d’une lentille convergente ? ● 1 1 1 − = OA′ OA f ′ avec OA′ , OA et f ′ en mètres (m). ● Si ● Si < 0, l’image est renversée > 0, l’image est droite ● Si � � > 1, l’image est agrandie ● Si � � < 1, l’image est réduite ● Si OA′ < 0, l’image est virtuelle ● Si OA′ > 0, l’image est réelle M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Qu’appelle-t-on phénomène d’accommodation ? Comment modéliser l’œil humain ? Année 2015-2016 Réflexes ● La distance rétine-cristallin est fixe, ainsi pour que l’image qui se forme sur la rétine reste nette, le cristallin peut se déformer en changeant sa courbure ce qui modifie sa distance focale, c’est le phénomène d’accommodation. Pour le physicien, l’œil est constitué de trois parties principales : ● l’ensemble pupille-iris qui joue le rôle de diaphragme, ouverture circulaire de diamètre variable qui permet de réguler la quantité de lumière qui pénètre dans le système optique ; ● le cristallin qui joue le rôle de lentille convergente ; ● la rétine qui joue le rôle d’écran. La distance entre le cristallin et la rétine est fixe et d’une valeur voisine de 15 mm. Quel est la constitution d’un appareil photographique ? L’appareil photographique est constitué : ● un diaphragme qui permet de réguler la luminosité ; ● un objectif qui est modélisé par une lentille convergente de distance focale fixe ; ● un écran (pellicule photo ou capteur) sur laquelle se forme l’image. La mise au point d’un appareil photographique s’effectue en déplaçant la lentille convergente qui constitue l’objectif. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Comment expliquer le principe de la vision humaine ? ● La rétine sur laquelle se forme l’image d’un objet est constituée de cellules photosensibles : les cônes et les bâtonnets. Les bâtonnets sont sensibles aux faibles luminosités et assurent la vision nocturne. Les cônes sont sensibles aux fortes luminosités et assurent la vision en couleur. Il existe trois types de cônes, un sensible au bleu, un sensible au rouge et un sensible au vert. Qu’appelle-t-on le daltonisme ? ● Le daltonisme est une anomalie de la vision des couleurs. Il correspond au disfonctionnement d’un type de cône ne fournissant pas d’information au cerveau. Généralement, la déficience touche les cônes sensibles au vert et provoque une confusion entre les couleurs verte et rouge. Quel est le principe de la synthèse additive ? La synthèse additive correspond à la superposition de trois lumières colorées le rouge, le bleu et le vert qui sont les couleurs primaires. ● Le rouge et le vert donnent du jaune. ● Le rouge et le bleu donnent du magenta. ● Le vert et le bleu donnent du cyan. ● Le rouge + le vert + le bleu donnent du blanc. Quel est le principe de la synthèse soustractive ? La synthèse soustractive correspond à l’absorption ● Le cyan et jaune du vert ● Le cyan et le magenta donnent le bleu (bleuviolet). ● Le jaune et le magenta donnent le rouge (rouge vermillon). ● Le jaune+ le magenta + le cyan donnent du noir. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Quels sont les phénomènes physiques responsables de la couleur des objets ? Année 2015-2016 Réflexes ● La di↵usion : l’objet éclairé renvoie dans toutes les directions une partie de la lumière incidente. ● La transmission : un objet transparent laisse passer une partie de la lumière incidente. ● L’absorption : un objet éclairé absorbe une partie de la lumière incidente. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment calculer la quantité de matière à partir de la masse ? Comment calculer la concentration molaire d’une espèce chimique en solution ? Comment calculer la concentration massique d’une espèce chimique en solution ? Quelle grandeur se conserve au cours d’une solution ? Réflexes ● ● ● n= m M C= n V avec n en mol, m en g et M en g.mol−1 avec C en mol.L−1 , n en mol, et V en mol. Cm = m V avec Cm en g.L−1 , m en g, et V en L. ● Au cours d’une dilution, la quantité de matière au cours de la transformation chimique : C 0 V0 = C 1 V 1 M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Que signifie l’expression ”espèces chimiques spectatrices” ? Quelles sont les règles à respecter pour ajuster les nombres stœchiométriques ? Année 2015-2016 Réflexes ● Les espèces chimiques spectatrices sont des espèces qui ne participent pas à la transformation. Elles sont présentes dans le milieu réactionnel, mais elles regardent la transformation chimique se produire sans y intervenir, elles sont dites ”spectatrices”. Il faut respecter : ● la conservation des éléments chimiques ● la conservation de la charge électrique Comment définir l’avancement chimique ? ● L’avancement chimique permet de caractériser l’état d’un système au cours d’un transformation chimique. L’avancement se note x et s’exprime en mole. Il varie au cours de la transformation chimique et permet de déterminer les quantités de matière en réactifs et produits. Quelle est la di↵érence entre réactif limitant et réactif en excès ? ● Le réactif limitant est le réactif qui empêche la transformation chimique de se poursuivre. La quantité de matière du réactif limitant est nulle à l’état final. L’autre réactif, celui dont la quantité de matière n’est pas nulle à l’état final, est dit en excès. Quand les proportions stœchiométriques sont-elles respectées ? ● Les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques quand tous les réactifs ont été entièrement consommés, c’est-à-dire que les quantités de matière des réactifs sont nulles à l’état final. Dans ces conditions, il n’y a pas de réactif limitant ni de réactif en excès. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quelles sont les trois couleurs primaires pour le chimiste ? Pour le chimiste, les trois couleurs primaires sont : ● le cyan ● le magenta ● le jaune Pourquoi une solution peut-elle être colorée ? ● Une substance chimique est colorée car elle absorbe certaines radiations du spectre visible de lumière blanche. Comment déterminer la couleur d’une solution colorée ? ● On voit la couleur complémentaire de la couleur absorbée. Comment définir l’absorbance ? ● L’absorbance, notée A, est une grandeur sans unité. Elle caractérise la capacité d’une solution colorée à absorber des radiations monochromatiques du spectre visible. L’absorbance est caractéristique d’une espèce chimique colorée. Comment énoncer la loi de Beer-Lambert ? ● Que signifie l’expression ”doser une espèce chimique” ? M.Suet A=k×C avec A sans unité, k en L.mol−1 , et C en mol.L−1 ● Doser une espèce chimique en solution, c’est déterminer avec précision la quantité de matière de cette espèce chimique dans un volume donné de solution. Ecole des Francs-Bourgeois Situations Comment choisir la longueur d’onde pour régler le spectrophotomètre ? M.Suet Année 2015-2016 Réflexes ● Pour avoir la meilleure précision sur le dosage, on doit régler la longueur d’onde du spectrophotomètre sur la longueur d’onde maximale d’absorption de l’espèce chimique colorée analysée. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Comment établir la structure électronique d’un élément chimique ? ● On remplit en premier la couche K qui admet au maximum deux électrons. Quand celle-ci est saturée, on remplit la couche L qui admet au maximum 8 électrons. Enfin, quand celle-ci est saturée, on remplit la couche M qui admet au maximum 8 électrons. Comment di↵érencier la couche externe et la couche interne ? ● La couche externe est la dernière couche occupée par les électrons. La couche interne est la couche saturée (ou les couches saturées). Comment énoncer les règles du duet et de l’octet ? ● Si la couche externe est (K)2 : règle du duet. ● Si la couche externe est (L)8 ,(M )8 ... : règle du l’octet. Quelle est la di↵érence entre un doublet liant et un doublet non liant ? ● Un doublet liant est une liaison covalente, c’està-dire la mise en commun deux électrons de la couche externe par chacun des atomes. Une liaison covalente est symbolisé par un tiret. ● Un doublet non liant appartient à un seul atome de la molécule, il n’assure aucune liaison covalente entre les atomes. Un doublet non liant est constitué par deux électrons appartenant au même atome. Qu’appelle-t-on liaison covalente multiple ? ● Certains atomes sont liés entre eux par deux ou trois doublets liants, on parle alors de liaisons covalentes multiples, il existe des liaisons covalentes doubles et triples. Que signifie l’expression ”doser une espèce chimique” ? ● Doser une espèce chimique en solution, c’est déterminer avec précision la quantité de matière de cette espèce chimique dans un volume donné de solution. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Année 2015-2016 Réflexes Quel est l’intérêt de la représentation de Lewis ? ● La représentation de Lewis permet de mettre en évidence les doublets liants et les doublets non liants existant au sein d’une molécule. Chacun des atomes ainsi engagés dans la molécule vérifie la règle du duet et de l’octet. Comment définir une molécule ? ● Une molécule est une association d’atomes, elle est électriquement neutre. Qu’appelle-t-on représentation de Cram ? ● Dans l’espace, l’organisation des doublets liants et non liants autour d’un atome central au sein d’une molécule ne se fait pas de manière aléatoire. En e↵et, les doublets liants et non liants se répartissent autour de l’atome central afin de minimiser les interactions électriques, ils s’éloignent les uns des autres. La représentation de Cram permet de représenter les molécules en trois dimensions dans un plan. Quelles sont les di↵érentes possibilités pour la géométrie d’une molécule ? Les di↵érentes géométries possibles sont : ● la géométrie tétraédrique ● la géométrie pyramidale ● la géométrie plane coudée ● la géométrie plane linéaire Quand une isomérie Z/E peut-elle exister ? ● Une isomérie Z/E existe si la molécule possède une double liaison carbone-carbone, et si chaque atome de carbone engagé dans cette double liaison est lié à deux groupes d’atomes di↵érents. Comment définir l’isomérisation photochimique ? ● L’isomérisation Z/E correspond au passage d’un isomère Z à un isomère E et inversement. Cette réaction chimique peut souvent être provoquée par l’action de la lumière. La réaction est alors qualifiée d’isomérisation photochimique. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Comment identifier une molécule organique ? ● Les molécules organiques sont constituées principalement des éléments carbone et hydrogène et elles contiennent au moins une liaison covalente carbone/hydrogène C-H. Comment reconnaı̂tre un système conjugué ? ● Un système de doubles liaisons est dit conjugué quand il y a alternance d’une double liaison carbone/carbone C=C puis d’une liaison simple carbone/carbone C-C et enfin d’une double liaison carbone/carbone C=C. Comment identifier un groupe chromophore ? ● Un groupe chromophore est un agencement d’atomes capable d’absorber fortement une partie du spectre électromagnétique. Qu’appelle-t-on un indicateur coloré ? ● Les indicateurs colorés sont des molécules organiques qui possèdent des couleurs di↵érentes suivant le pH du milieu. La couleur de ces molécules organiques peut également être influencée par la nature du solvant. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Quelles sont les deux sources de lumière ? Réflexes ● Il existe les sources de lumière à incandescence dont l’émission est d’origine thermique comme le Soleil, les lampes à incandescence. ● Il existe également les sources à luminescence dont l’émission a lieu sans échau↵ement particulier comme les lasers, les diodes électroluminescentes (DEL). Comment une lumière polychromatique et une lumière monochromatique ? ● Une lumière monochromatique est constituée d’une seule radiation de fréquence bien définie. Elle est caractérisée par sa longueur d’onde . ● Une lumière polychromatique est constituée de plusieurs radiations de fréquences di↵érentes. Qu’appelle-t-on domaine du visible ? ● Le domaine du visible est constituée par l’ensemble des radiations dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 nm et 800 nm. ● Le domaine des ultraviolets UV est constitué par l’ensemble des radiations dont les longueurs d’onde sont inférieures à 400 nm. ● Le domaine des infrarouges IR est constitué par l’ensemble des radiations dont les longueurs d’onde sont supérieures à 800 nm. Comment énoncer la loi de Wien ? Comment convertir la température en kelvin ? M.Suet ● max avec max × T = 2, 898.10−3 nm en m et T en K. ● Pour convertir une température ✓ en degré celsius (°C) en kelvin (K) : T =273+✓ Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quelles sont les caractéristiques du photon ? Les caractéristiques du photon sont : ● Il est toujours en mouvement et se déplace à la célérité de la lumière dans le vide soit c = 3, 0.108 m.s−1 ● Sa masse est nulle. ● Sa charge électrique est nulle. Comment calculer l’énergie d’un photon ? ● L’énergie d’un photon est donnée par la relation c E = h⌫ = h avec — E : quantum d’énergie en joule (J) — h : constante de Planck = 6, 62.10−34 J.s — ⌫ : fréquence de rayonnement en hertz (Hz) — c : célérité de la lumière dans le vide — : longueur d’onde du rayonnement (m) Qu’appelle-t-on d’énergie ? quantifiaction des niveaux ● L’énergie d’un atome ne peut pas prendre n’importe quelle valeur. On dit que l’énergie de l’atome est quantifiée. Il n’existe qu’un nombre précis et restreint de niveaux d’énergie pour un atome donné. Pourquoi un photon peut-il être absorbé ? ● Un photon peut être absorbé par l’atome s’il possède exactement le quantum d’énergie correspondant à une transition d’un niveau d’énergie vers un autre. Pourquoi un photon peut-il être émis ? ● Un atome dans un état excité peut subir une transition vers un niveau d’énergie plus bas, cette transition s’accompagne de l’émission d’un photon de quantum d’énergie correspondant à la transition. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quelles sont les di↵érentes sortes d’électrisation ? ● Lors d’une électrisation, un corps se charge électriquement. Cette électrisation peut être obtenue par frottement, par contact ou par influence. Comment di↵érencier d’électrisation ? ● Electrisation par frottement : Lors du frottement des électrons sont transférés d’un corps à un autre. les di↵érents types ● Electrisation par contact : Cette électrisation se réalise avec un objet déjà électrisé qui transfert une partie de ses charges à un objet électriquement neutre. ● Electrisation par influence : Cette électrisation se réalise entre un conducteur et un objet déjà électrisé. Comment énoncer la loi de Coulomb ? Qu’appelle-t-on un solide ionique ? M.Suet ● FA�B = FB�A = k × qA × qB d2 — FA�B = FB�A en N — k=permittivité électrique =9, 0.109 m3 .kg.s−2 .C−2 — qA et qB en coulomb C — d en m du vide ● Un solide ionique ou cristal ionique est constitué de cations et d’anions de façon à respecter une charge électrique nulle. Un solide ionique est électriquement neutre. Les solides ioniques ne conduisent pas l’électricité. La cohésion d’un solide ionique est assurée par des liaisons ioniques, c’est-à-dire des forces de nature électrostatique respectant al loi de Coulomb. Ecole des Francs-Bourgeois Situations Année 2015-2016 Réflexes Quelles sont les interactions assurant la cohesion d’un solide moléculaire ? ● Un solide moléculaire est un constitué de molécules. La cohésion des solides moléculaires est assurée par des interactions intermoléculaires telles que les interactions de van der Waals et les liaisons hydrogène. Comment di↵érencier les interactions assurant la cohésion d’un solide moléculaire ? ● Les interactions de van der Waals sont des interactions de nature électromagnétique, le plus souvent attractives. Elles sont très intenses sur une courte portée de l’ordre de 10−9 m. ● Une liaison hydrogène est une interaction du type électrostatique, toujours attractive. Elle s’établit entre un atome d’hydrogène H lié à un atome d’oxygène O, d’azote N ou de Fluor F avec un autre atome d’azote N, d’oxygène O ou de fluor F. La liaison hydrogène est représentée en pointillé. L’interaction assurée par une liaison hydrogène est plus intense que la liaison de van der Waals. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Comment définir l’électronégativité ? ● Plus un atome est électronégatif, plus il aura tendance à attirer à lui les électrons de la liaison covalente dans laquelle il est engagé. Comment évolue l’électronégativité au sein de la classification périodique ? ● L’électronégativité augmente de gauche à droite dans une période e de bas en haut dans une colonne de la classification périodique. Qu’appelle-t-on liaison polarisée ? ● Une liaison entre deux atomes est dite polarisée si ces deux atomes ont des électronégativités di↵érentes. Plus la di↵érence d’électronégativité entre les atomes est importante plus la liaison est polarisée. Il y a alors apparition de charge partielle négative notée − sur l’atome le plus électronégatif et apparition de charge partielle positive sur l’atome + sur l’atome le moins électronégatif. Quelle est la di↵érence entre une molécule polaire et une molécule apolaire ? ● Une molécule est dite polaire quand le barycentre des charges positives n’est pas confondu avec le barycentre des charges négatives. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Année 2015-2016 Réflexes Quelles sont les interactions assurant la cohesion d’un solide moléculaire ? ● Un solide moléculaire est un constitué de molécules. La cohésion des solides moléculaires est assurée par des interactions intermoléculaires telles que les interactions de van der Waals et les liaisons hydrogène. De quoi dépend la polarité d’une molécule ? ● Le caractère polaire ou apolaire d’une molécule dépend de la présence de liaisons polarisées et de la géométrie de la molécule. Quelles sont les trois étapes de la dissociation ionique ? La dissociation ionique peut être décrite par trois étapes : ● La dissociation Le cristal ionique se dissocie en ses ions qui le constitue sous l’action d’un solvant polaire. Il y a création d’interactions de van der Waals entre les molécules du solvant et les ions qui fragilisent les liaisons ioniques. ● La solvatation Les ions sont entourés par des molécules du solvant qui les empêchent alors de se rapprocher les uns des autres pour former des liaisons entre eux. Dans le cas où le solvant est l’eau, on parle d’hydratation ; ● La dispersion Les ions solvatés se dispersent au sein du solvant pour former une solution homogène. Quelles sont les règles à respecter lors de l’écriture de l’équation de dissolution d’un solide ionique ? ● L’équation de dissolution respecte la conservation de la charge électrique et la conservation des éléments chimiques. Comment expliquer la dissolution d’un solide moléculaire ? ● Les solides moléculaires peuvent se dissoudre dans un solvant en mettant en jeu des interactions de van der Waals et/ou des liaisons hydrogène avec les molécules du solvant. Comment choisir le solvant lors de la dissolution d’un solide moléculaire ? ● Si le solide moléculaire est polaire, sa dissolution sera favorisée dans un solvant polaire, un solide moléculaire polaire est soluble dans un solvant polaire. ● Si le solide moléculaire est apolaire, sa dissolution sera favorisée dans un solvant apolaire, un solide moléculaire apolaire est soluble dans un solvant apolaire. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quels sont les constituants de la matière ? ● Les constituants de la matière sont les électrons et les nucléons qui sont de deux types : les protons et les neutrons. Qu’appelle-t-on une particule élémentaire ? ● Une particule élémentaire est une particule qui ne peut plus être divisée en particules plus petites. Comment représenter le noyau atomique ? A ZX ● X représente le symbole de l’élément chimique ● Z représente le numéro atomique c’est à dire le nombre de protons dans le noyau ● A représente le nombre de masse c’est-à-dire le nombre de nucléons (protons+neutrons) dans le noyau. Quelles sont les caractéristiques de l’interaction gravitationnelle ? Caractéristiques de l’interaction gravitationnelle exercée par le corps A sur le corps B : ● Point d’application : centre de gravité du corps B ● Direction : droite (AB) ● Sens : de B vers A ● Norme : FA�B = FB�A = G × mA × mB d2 avec — G=constante universelle de gravitation =6,67.10−11 m3 .kg−1 .s−2 — mA ,mB : masse en kg — d=distance entre le centre du corps A et le centre du corps B — FA�B = FB�A en N M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Année 2015-2016 Réflexes Comment énoncer la loi de Coulomb ? FA�B = FB�A = k × ● FA�B = FB�A en N qA × qB d2 ● k = permittivité électrique du vide = 9, 0.109 m3 .kg.s−2 .C−2 ● qA , qB en coulomb C ● d en m Comment définir l’interaction forte ? ● L’interaction forte assure la cohésion du noyau. L’interaction permet de compenser l’e↵et de répulsion électrique qui existe entre les protons du noyau. L’interaction forte est de courte portée, elle s’exerce sur des distances de l’ordre de 10−15 m. L’interaction forte ne s’exerce plus au-delà du noyau. Qu’appelle-t-on interaction faible ? ● L’interaction faible ne s’applique qu’au sein du noyau. Elle est de courte portée, elle s’applique sur des distances de l’ordre de 10−18 m. Plus faible que l’interaction forte, elle s’applique à toutes les particules. L’interaction faible est responsable de certaines désintégrations radioactives. Quel est le champ d’action de chaque interaction fondamentale ? ● L’interaction gravitationnelle agit au niveau astronomique, au sein de la galaxie ainsi qu’au sein du système solaire. ● L’interaction électromagnétique s’exerce au niveau de l’échelle humaine et de l’atome. ● L’interaction forte et l’interaction s’exercent au niveau du noyau. M.Suet faible Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Comment identifier des noyaux isotopes ? ● Des noyaux sont isotopes quand ils possèdent le même numéro atomique Z mais un nombre de masse A di↵érent, donc un nombre de nucléons et de neutrons di↵érents. Comment définir la radioactivité ? ● La radioactivité correspond à la désintégration spontanée et aléatoire d’un noyau père instable en un noyau fils plus stable s’accompagnant de l’émission de particules. Qu’appelle-t-on lois de conservation ? Lois de conservation de Soddy : ● Conservation de la charge électrique donc du nombre de protons ● Conservation de la masse donc du nombre de nucléons Quelles sont les di↵érents types de désintégration nucléaire ? ● Désintégration ↵ : il y a émission d’une particule ↵ qui correspond à un noyau d’hélium 42 He ● Désintégration + : émission d’une particule un positon ou positron 01 e ● Désintégration − : émission d’une particule un électron 0−1 e M.Suet + qui correspond à − qui correspond à Ecole des Francs-Bourgeois Situations Année 2015-2016 Réflexes Comment définir l’activité radioactive ? ● L’activité radioactive, notée A d’un noyau radioactif correspond au nombre de désintégration par seconde. L’unité de la radioactivité est le becquerel noté Bq. 1 Bq = 1 désintégration par seconde. Comment di↵érencier la fusion nucléaire et la fission nucléaire ? ● La fission nucléaire est une transformation nucléaire provoquée. Elle correspond à la désintégration d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers sous l’impact d’un neutron. Un noyau susceptible de subir une fission est dit fissile. ● La fusion nucléaire est une transformation nucléaire provoquée. Lors d’une fusion nucléaire, deux noyaux légers s’agglomèrent pour former un noyau plus lourd. Qu’appelle-t-on perte de masse ? ● La perte de masse se note m, elle correspond à la diminution de la masse d’un système lors d’une transformation nucléaire se traduisant par une libération d’énergie. avec Comment libérer l’énergie libérée par une réaction nucléaire ? M.Suet ● � m� = �mproduits − mréactifs � m, m en kg. Elibérée = � m� × c2 avec Elibérée en J, m en kg, c en m.s−1 Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quels sont les di↵érents états de la matière ? Les di↵érents états de la matière sont : ● l’état gazeux ● l’état liquide ● l’état solide Qu’appelle-t-on transfert thermique ? Quelles sont les di↵érents changement d’état ? ● Lorsque deux corps à des températures di↵érentes sont mises en contact, le corps le plus froid reçoit de l’énergie du corps le plus chaud, on parle de transfert thermique. Le transfert thermique cesse quand les deux corps sont à la même température. Les di↵érents changements d’état sont : ● fusion : passage de l’état solide à l’état liquide ● vaporisation : passage de l’état liquide à l’état gazeux ● condensation : passage de l’état gazeux à l’état solide ● solidification : passage de l’état liquide à l’état solide ● sublimation : passage de l’état solide à l’état gazeux ● liquéfaction : passage de l’état gazeux à l’état liquide Comment calculer l’énergie thermique lors d’un transfert thermique ? ● Afin de déterminer l’énergie thermique lors d’un transfert thermique, on utilise la relation : E =m×c× T avec — E = énergie thermique en joule (J) — m = masse en kg — c = capacité calorifique en J.kg−1 .C−1 — T = Tf inal − Tinitial en °C M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Comment définir l’équilibre thermique ? M.Suet Année 2015-2016 Réflexes ● Quand la température finale du corps initialement chaud est égale à la température finale du corps initialement froid, il n’y a plus de transfert thermique, on dit que l’équilibre thermique est atteint. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quels sont les di↵érents états de la matière ? Les di↵érents états de la matière sont : ● l’état gazeux ● l’état liquide ● l’état solide Quelles sont les di↵érentes sortes de chaı̂nes carbonées ? Une chaı̂ne peut être : ● Linéaire : si elle est constituée d’atomes de carbone liés les uns à la suite des autres sans se refermer sur elle-même. ● Ramifiée : si l’un des atomes de carbone est lié à trois ou quatre atomes de carbone. ● Cyclique : si la chaı̂ne carbonée se referme sur elle-même. Quelle est la formule brute d’un alcane linéaire, ramifiée ou cyclique ? ● La formule brute d’un alcane linéaire ou ramifié est : Cn H2n+2 avec n un nombre entier supérieur ou égal à 1, représentant le nombre d’atomes de carbone. ● La formule brute d’un alcane cyclique est Cn H2n avec n un nombre entier supérieur ou égale à 3 représentant le nombre d’atomes de carbone. Comment nommer un alcane ? ● Identifier la chaı̂ne carbonée principale la plus longue, c’est à dire l’enchaı̂nement d’atomes le plus long sans passer deux fois par le même atome de carbone. L’enchaı̂nement d’atomes de carbone n’est pas nécessairement linéaire. Cette chaı̂ne carbonée impose un préfixe qui dépend du nombre d’atomes de carbone qu’elle contient. ● Identifier les ramifications. Le nombre d’atome de carbone de la ramification impose un préfixe que l’on retrouve dans le tableau précédent. Ensuite, on utilise le suffixe ”yle” puisqu’il s’agit d’une ramification. ● Numéroter la chaı̂ne carbonée principale de façon que l’atome de carbone qui porte la ramification possède le plus petit numéro. ● Donner le nom. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Année 2015-2016 Réflexes Comment identifier un alcool ? ● Un alcool est un composé organique dans lequel le groupe caractéristique hydroxyle (-OH) est fixé à un atome de carbone tétragonal, c’està-dire que cet atome de carbone n’est lié à aucun autre groupe caractéristique ni engagé dans une double ou triple liaison. Formule : Cn H2n+2 O Qu’appelle-t-on classe d’un alcool ? ● Alcool primaire : le carbone qui porte le groupe hydroxyle (-OH) est relié directement à un seul atome de carbone. ● Alcool secondaire : le carbone qui porte le groupe caractéristique hydroxyle (-OH) est relié directement à deux atomes de carbone ● Alcool tertiaire : le carbone qui porte le groupe caractéristique hydroxyle (-OH) est relié directement à trois atomes de carbone. Comment évoluent les températures de changement d’état des alcanes et des alcools ? ● Dans une même famille de composés organiques, les températures de changement d’état : — augmentent avec la longueur de la chaı̂ne — diminuent, pour un même nombre d’atomes de carbone, quand le nombre de ramifications augmente. Un alcane a des températures de changements d’état plus faibles qu’un alcool possédant la même chaı̂ne carbonée. Comment évolue la miscibilité des alcools dans l’eau ? Un liquide est miscible avec l’eau quand il forme un mélange homogène avec l’eau. Pour des alcools contenant un nombre de carbones inférieur ou égal à 3 dans la chaı̂ne carbonée, la miscibilité est totale. La solubilité d’un alcool dans l’eau : — diminue quand la longueur de la chaı̂ne carbonée augmente — augmente, pour un même nombre d’atomes de carbone, quand le nombre de ramifications augmente. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Situations Quel est le principe de la distillation fractionnée ? M.Suet Année 2015-2016 Réflexes ● La distillation fractionnée permet de séparer des espèces chimiques miscibles constituant une solution homogène à condition que leurs températures d’ébullition soient suffisamment distinctes. Le thermomètre permet de relever la température d’ébullition du corps le plus volatil, c’est-à dire celui qui possède la température d’ébullition la plus basse. La colonne de Vigreux (ou colonne à distiller) assure la séparation des di↵érentes espèces chimiques. Le réfrigérant à eau assure la condensation des vapeurs afin de récupérer le distillat. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment écrire l’équation de combustion complète d’un hydrocarbure ou d’un alcool ? Réflexes ● La combustion complète d’un hydrocarbure ou d’un alcool dans du dioxygène conduit à la formation de dioxyde de carbone CO2(g) et d’eau H2 O(l) . C2 H6 O(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2 O(g) Comment définir l’énergie chimique ? ● L’énergie chimique est l’énergie qui peut être libérée lors d’une réaction chimique. Quelles sont les conversions possibles d’énergie chimique ? ● L’énergie chimique peut être convertie en d’autres formes d’énergie, comme l’énergie électrique, l’énergie thermique, l’énergie mécanique ou l’énergie rayonnante. Situations Réflexes Qu’appelle-t-on énergie molaire de combustion ? ● L’énergie molaire de combustion correspond à l’énergie libérée par mole de combustible consommé. Elle se note Em,comb et s’exprime en J.mol−1 Comment calculer l’énergie libérée par la combustion complète d’un combustible ? ● L’énergie libérée par la combustion complète d’une quantité de matière n de combustible est : Elibérée = n × Em,comb avec Elibérée en J, Em,comb en J.mol−1 M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment di↵érencier un champ scalaire vectoriel et un champ scalaire ? Réflexes ● Un champ est dit scalaire quand la grandeur étudiée est un scalaire , c’est-à-dire caractérisé par une valeur numérique. ● Un champ est dit vectoriel quand la grandeur étudiée est un vecteur. Le vecteur est caractérisé par son point d’application, sa direction, son sens, et sa norme. Qu’appelle-t-on un champ uniforme ? ● Un champ est dit uniforme, si la grandeur associée possède les mêmes caractéristiques en tout point de l’espace. Deux vecteurs sont identiques s’ils possèdent la même direction, le même sens et la même norme. Deux grandeurs scalaires sont identiques si elles possèdent la même valeur et la même unité. Comment définir le champ magnétique ? ● Le champ magnétique est un champ vectoriel. La présence d’un champ magnétique en un point de l’espace peut être mis en évidence à l’aide une aiguille aimantée. Un champ magnétique peut être crée par des aimants, des conducteurs parcourus par un courant électrique. Le champ magnétique en un point de l’espace est représenté par un vecteur noté � → B M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Situations Réflexes Quelles sont les caractéristiques du vecteur champ magnétique ? Les caractéristiques du champ magnétique sont : ● Point d’application : point de la région de l’espace choisi ● Direction : celle de l’aiguille aimantée placée en ce point ● Sens : du pôle Sud au pôle Nord à travers l’aiguille aimantée ● Valeur (Norme) : B en tesla (T). Qu’appelle-t-on lignes de champ magnétique ? ● Une ligne de champ magnétique est une courbe qui est tangente aux vecteurs champ magnétique en chacun de ses points. Elle rentre par le pôle Sud et sort par le pôle Nord. Quand le champ magnétique est uniforme, les lignes de champ sont des droites parallèles entre elles. Comment expliquer le champ magnétique terrestre ? ● Le champ magnétique terrestre est principalement dû aux mouvements de matière dans le noyau de la planète. Le champ magnétique terrestre peut être modélisé par un aimant droit situé au centre de la Terre. Comment définir le champ électrostatique ? ● Une particule chargée électriquement modifie les propriétés de l’espace qui l’entoure en y créant un champ électrostatique. Le champ électrostatique est un champ vectoriel. Le champ électrostatique en un point de l’es� → pace est représenté par un vecteur E . Le vecteur champ électrostatique est le vecteur force électrostatique sont liés par Comment décrire le champ électrostatique ? M.Suet � → � → F E= q ● Les lignes de champ électrostatique sont orientées en fonction de la charge créant le champ électrostatique : — Si la charge est positive, les lignes de champ partent de la source. — Si la charge est négative, les lignes de champ se dirigent vers la source. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Situations Réflexes Qu’appelle-t-on un condensateur plan ? Les caractéristiques du champ magnétique sont : Comment définir le champ de pesanteur ? Comment définir le champ de gravitation ? A quoi peut-on assimiler le champ de gravitation à la surface de la Terre ? M.Suet ● Un condensateur plan est formé de deux plaques métalliques proches l’une de l’autre séparées par un isolant. Sous l’e↵et d’un tension U appliquée entre les deux plaques, des charges positives apparaissent sur l’une des armatures et des charges négatives apparaissent sur l’autre armature. Un champ électrostatique est crée entre les armatures. Le champ électrostatique à l’intérieur du condensateur plan est uniforme tel que — Direction : perpendiculaire aux plaques — Sens : de l’armature chargée positivement vers l’armature chargée négativement — Valeur : E = Ud avec U en V, d en m et E en V.m−1 . ● Le champ de pesanteur est un champ vectoriel. En chaque point de l’espace à proximité de la � → → Terre, le champ de pesanteur � g et le poids P d’un objet de masse m dont liés par � → P � → g = m ● Le champ de gravitation est un champ vecto� → riel. Le champ de gravitation G et la force gravitationnelle sont liés par : � → � → F G= m ● Au voisinage de la Terre, le champ de pesanteur terrestre peut être considéré comme identique au champ de gravitation crée par la Terre. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment définir l’énergie cinétique ? Comment calculer la valeur de l’énergie cinétique ? Réflexes ● L’énergie cinétique que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique est toujours positive. Ec = 1 × m × v2 2 Ec = énergie cinétique en J, m = masse en kg, v = vitesse m.s−1 Comment calculer la variation de l’énergie cinétique ? Ec = Ec(f inale) −Ec(initiale ) = 1 1 ×m×vf2 − ×m×vi2 2 2 Comment interpréter le signe de la variation de l’énergie cinétique ? ● La variation d’énergie cinétique peut être positive ou négative. Si la variation d’énergie cinétique est négative ( Ec < 0), cela signifie que le système perd de l’énergie au cours de son mouvement. Si la variation d’énergie cinétique est positive ( Ec > 0), cela signifie que le système gagne de l’énergie au cours de son mouvement. Qu’appelle-t-on énergie potentielle de pesanteur ? ● L’énergie potentielle de pesanteur est l’énergie que possède un corps du fait de son altitude par rapport à la surface de la Terre. Comment calculer l’énergie potentielle de pesanteur ? — — — — M.Suet E p = m × g × zA Epp = énergie potentielle de pesanteur en J m = masse en kg g = intensité de la pesanteur en N.kg−1 zA = altitude du point A en m Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Situations Réflexes Comment interpréter le signe de la variation de l’énergie de potentielle de pesanteur ? — Si le système s’élève zf > zi donc Epp > 0 — Si le système descend zf < zi donc Epp < 0 Comment définir l’énergie mécanique ? ● L’énergie mécanique d’un corps correspond à la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur : Em = Ec + Epp Qu’appelle-t-on l’énergie ? M.Suet principe de conservation de ● Si un système perd une certaine quantité d’énergie alors un autre système gagne cette même quantité d’énergie et inversement. L’énergie peut changer de forme au sein d’un système mais la valeur totale reste constante. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment di↵érencier un oxydant d’un réducteur ? Réflexes ● Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons. ● Un réducteur est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons. Comment définir une oxydation et une réduction ? ● Une oxydation correspond à une perte d’électrons tandis qu’une réduction correspond à un gain d’électrons. Qu’appelle-t-on une réaction d’oxydoréduction ? ● Une réaction d’oxydoréduction correspond à un transfert d’électrons d’un réducteur d’un couple vers un réducteur d’un autre couple. Comment décrire une pile ? ● Une pile est constituée par deux demi-piles, c’est-à-dire une électrode métallique plongeant dans une solution électrolytique. Les demi-piles sont reliés par un pont salin. Quel est le rôle du pont salin ? ● Le pont salin permet de fermer le circuit électrique et assure l’électroneutralité des solutions. Quels sont les transporteurs de charges dans une pile ? ● Les ions assurent le passage du courant électrique au sein des solutions et du pont salin. Les électrons n’existent pas en solution. A l’extérieur du circuit, les électrons assurent le passage du courant électrique. Quelle est la polarité de la pile ? ● L’électrode siège d’une oxydation est appelée anode, elle constitue le pôle négatif de la pile. ● L’électrode siège d’une réduction est appelée cathode, elle constitue le pôle positif de la pile. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Comment di↵érencier une source d’énergie renouvelable d’une source d’énergie non renouvelable ? Réflexes ● Une source d’énergie non renouvelable est une ressource qui met beaucoup de temps à se régénérer par rapport à sa durée d’exploitation. ● Une ressource d’énergie renouvelable est une ressource qui met autant de temps voir moins de temps à se régénérer par rapport à sa durée d’exploitation. Pourquoi est-il nécessaire de stocker l’énergie ? ● Il est nécessaire de stocker l’énergie puisque la demande n’est pas régulière. La difficulté est de gérer ces stocks afin de pouvoir répondre aux exigences quand la consommation énergétique est maximale. Comment définir un récepteur électrique ? ● Un récepteur électrique est un dipôle qui reçoit de l’énergie de la part du reste du circuit électrique et la convertit en une autre forme d’énergie. Comment calculer la puissance électrique reçue par un récepteur électrique ? ● La puissance électrique P d’un récepteur électrique parcouru par un courant électrique d’intensité I se détermine à l’aide de la relation : P =E × t=U ×I × t — — — — M.Suet E : énergie électrique en J P : puissance électrique en W U : tension aux bornes du récepteur en V I : intensité du courant électrique en A. Ecole des Francs-Bourgeois Situations Qu’appelle-t-on loi d’Ohm ? Année 2015-2016 Réflexes ● Un conducteur ohmique de résistance R est un récepteur électrique qui obéit à la loi d’Ohm : U =R×I — U : tension aux bornes du conducteur ohmique en V — I : intensité du courant électrique en A — R : résistance en ⌦. Comment définir l’e↵et Joule ? ● L’e↵et Joule est le phénomène correspondant à la conversion d’énergie électrique en énergie thermique. Il y a dissipation de l’énergie électrique en chaleur vers le milieu extérieur. Comment calculer la puissance perdue par e↵et Joule ? ● Comment calculer l’énergie perdue par e↵et Joule ? Quel est le principe de fonctionnement d’un générateur électrique ? ● P = R × I2 — P : puissance électrique en W — R : tension aux bornes du récepteur en ⌦ — I : intensité du courant électrique en A. E = R × I2 × t — E : énergie perdue par e↵et Joule J — R : résistance du conducteur ohmique en ⌦ — I : intensité du courant électrique en A — t durée de fonctionnement en s. ● Un générateur électrique est un dipôle électrique qui transforme une forme d’énergie en énergie électrique. Un générateur électrique obéit à la loi : U =E −r×I — U : tension aux bornes du générateur quand il débite, c’est-à-dire quand il fonctionne, en V. — E : force électromotrice f.e.m. c’est-à-dire la tension aux bornes du générateur à vide quand il ne débite pas en V. — r : résistance interne du générateur en ⌦ — I : Intensité du courant électrique débité par le générateur en A. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Situations Réflexes Comment calculer la puissance fournie par un générateur ? ● La puissance électrique fournie par générateur se détermine par la relation : un P = E × I − r × I2 — P : puissance électrique fourni par le générateur en W — E : force électromotrice f.e.m. c’est-à-dire la tension aux bornes du générateur à vide quand il ne débite pas en V — r : résistance interne du générateur en ⌦ — I : Intensité du courant électrique débité par le générateur en A. Comment calculer générateur ? l’énergie fournie par le ● L’énergie électrique fournie par le générateur se détermine à l’aide de la relation Ee = E × I × t−r×I × t — Ee : énergie électrique fourni par le générateur en J — E : force électromotrice f.e.m. c’est-à-dire la tension aux bornes du générateur à vide quand il ne débite pas en V. — r : résistance interne du générateur en ⌦ — I : Intensité du courant électrique débité par le générateur en A — t durée de fonctionnement en s. Comment calculer le rendement ? ● Le rendement d’un transfert énergétique se note ⌘, c’est une grandeur sans unité — — — — M.Suet ⌘= Eutile Putile = Preçue Ereçue Eutile : énergie efficace en J Ereçue : énergie reçue en J Putile : puissance efficace en W Preçue puissance reçue en W. Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Fiche de révision Situations Réflexes Quel est le groupe caractéristique des aldéhydes et des cétones ? O .... .... ... ... .. R′ ............. C ............. R Groupe carbonyle Comment di↵érencier un aldéhyde et une cétone ? ● Pour les aldéhydes, le groupe carbonyle se trouve toujours à l’extrémité de la chaı̂ne carbonée. L’atome de carbone fonctionnel est alors lié à un atome d’hydrogène. ● Pour les cétones, le groupe carbonyle se trouve toujours en milieu de chaı̂ne carbonée, l’atome de carbone fonctionnel est alors lié à deux autres atomes de carbone Quel est le test commun aux aldéhydes et aux cétones ? ● Test à la 2,4-DNPH Quelques gouttes de cétone ou d’aldéhyde ajoutées à une solution de 2,4-DNPH conduit à la formation d’un précipité jaune-orangé. Quels sont les tests caractéristiques des aldéhydes ? ● Test au réactif de Tollens Quelques gouttes d’aldehyde ajoutées à une solution du réactif de Tollens conduit à un dépôt d’argent sur les parois après le chauffage. ● Test à la liqueur de Fehling Quelques gouttes d’aldéhyde ajoutées à une solution de liqueur de Fehling conduit à la formation d’un précipité rouge après chau↵age. M.Suet Ecole des Francs-Bourgeois Année 2015-2016 Situations Réflexes Quel est le groupe caractéristique des acides carboxyliqes ? O ... ... .. .. ... ... R ............. C ............. OH Groupe carboxyle Quelles sont les propriétés des acides carboxyliques ? ● Plus la chaı̂ne carbonée est longue, plus la solubilité de l’acide carboxylique diminue. ● La solubilité d’un acide carboxylique augmente avec le pH de la solution. ● L’acide carboxylique possède un caractère acide c’es-à-dire que son pH est inférieur à 7 (pH < 7). Qu’appelle-t-on oxydation ménagée d’un alcool ? Quelles sont les produits de l’oxydation ménagée d’un alcool ? ● Une oxydation est dite ménagée quand la chaı̂ne carbonée est conservée, il y a uniquement oxydation du groupe caractéristique. Le nombre d’atomes de carbone de la chaı̂ne se conserve. Le produit de l’oxydation ménagée dépend de la classe de l’alcool : ● Alcool primaire → aldéhyde → acide carboxylique ● Alcool secondaire → cétone ● Alcool tertiaire : aucune oxydation Comment di↵érencier hémisynthèse ? une synthèse Quel est l’intérêt du montage à reflux ? M.Suet et une ● Une synthèse s’e↵ectue à partir de molécules simples, alors qu’une hémisynthèse s’e↵ectue à partir de molécules naturelles possédant déjà une partie de la structure de la molécule à synthétiser. ● Chau↵er à reflux signifie que l’on porte à ébullition les réactifs dans un ballon surmonté d’un réfrigérant à eau. Ce dernier permet de condenser les vapeurs qui s’échappent du mélange. Le montage à reflux permet donc d’éviter les pertes des réactifs et des produits lors de la synthèse d’espèces chimiques. On ajoute des petites pierres ponces afin d’homogénéiser le mélange et de réguler l’ébullition. Ecole des Francs-Bourgeois Situations Comment calculer le rendement d’un synthèse ? Année 2015-2016 Réflexes ● r= nexp mexp = nmax mmax avec r sans unité, les quantités de matière en mol et les masses en g. M.Suet