Programme de travail sur le programme de Physique-Chimie Destiné aux élèves entrant en Première S et STI2D
Objectifs Développer des compétences liées à La réalisation de calculs numériques
La communication écrite L’appropriation de l’information
l’analyse d’information pour choisir le modèle adapté.
Programme :
Le programme de la classe de seconde est construit autour de 3 thèmes SPORT, SANTE ET UNIVERS.
L’ensemble du programme est disponible sur le site éduscol.education.fr/programme-lycee.htlm
Les activités proposées seront à réaliser pendant les vacances.
Ils sera judicieux de se faire aider par des enseignants ou des étudiants de niveaux supérieurs. Une recherche efficace de cours , de vidéo, d’exercices corrigés est conseillée sur internet.
Le travail réalisé par écrit devra être rendu à la rentrée.
Quelques conseils :
L’élève aura intérêt à s’aider des activités réalisées en classe pendant l’année. Il pourra en plus faire une recherche efficace ( sans perdre trop de temps)de cours, de vidéo, d’exercices corrigés sur internet. Les sites intéressants sur internet seront soigneusement enregistrés pour être utilisés durant l’année scolaire.
Le travail sur le cahier de vacances sert à entretenir les connaissances et les savoirs faire pour réussir l’épreuve finale du baccalauréat. Il faut donc programmer le travail sur l’ensemble des vacances et ne pas se décourager.
Même si un exercice ne semble pas réussi, il est judicieux de revenir dessus le lendemain, en tous cas de ne pas abandonner.
ACTIVITE Formulaire :
Masse volumique ρ=m
V ; densit é d= ρ ρeau; quantité de matière n=C∗V ;n=m
M;n= N Na; concentration massiqueCm=m
V ; vitesse V= d Δt
Recopier chaque formule et préciser le nom et l’unité attribuée à chaque lettre.
Apprendre ces formules par cœur.
Pour résoudre un exercice ou un problème Plusieurs situations peuvent se présenter :
-Utilisation immédiate de la formule.
- Conversion obligatoire avant d’effectuer le calcul.
-Transformation de la formule pour trouver le résultat.
Exo 1. « Vitesse, distance, durée »
La lumière qui se propage dans le cœur en verre d’une fibre optique d’un réseau de télécommunications, parcourt une distance d= 45,0 km, en une durée = 0,23 ms.
- Exprimer d et en notation scientifique.
- Déduire la valeur de d en mètre et celle de en seconde.
- Exprimer littéralement la vitesse de la lumière v à l’intérieur du verre (formule de v en utilisant d et ).
- Tu n’as pas de calculatrice mais tu sais utiliser les ordres de grandeur, déduis alors l’ordre de grandeur de la vitesse de la lumière dans le verre.
Exo 2. « Concentration massique ».
Site conseillé http://www.physique-chimie-lycee.fr/cours-chimie-seconde.html
Il faudra utiliser le tableau de la classification des éléments chimiques afin calculer les masses moléculaires molaires lorsque c’est nécessaire.
1) Laquelle des relations suivantes faut-il utiliser pour calculer la concentration massique notée Cm , m étant la masse de soluté et V le volume de solution: m*V ; m/V ; m-V ; m+V
2) Déterminer la concentration massique en g. L-1 .
a) D’une solution aqueuse de 2,0 L dans laquelle sont dissous 58 g de saccharose de formule brute C12 H22 O11.
b) D’une solution aqueuse de 200 mL dans laquelle sont dissous 5,8 g de sel de cuisine.
c) D’une solution aqueuse de 100mL dans laquelle sont dissous 100mg de glucose de formule brute C6 H12 O6.
3) Laquelle des relations suivantes faut-il utiliser pour calculer la concentration molaire notée C , n étant la quantité de matière de soluté, et V le volume de solution: n*V ; n/V ; n-V ; n+V 4) Déterminer la concentration molaire en mol. L-1 .
a) D’une solution aqueuse de 2,0 L dans laquelle sont dissous 1,5 mol de saccharose de formule brute C12 H22 O11.
b) D’une solution aqueuse de 250 mL dans laquelle sont dissous 5,85 g de chlorure de sodium, NaCl.
c) D’une solution aqueuse de 250mL dans laquelle sont dissous 5,85g de chlorure de potasium KCl.
Exo 3. Multiples et sous multiples.
En se servant du document ci-dessus, remplir le tableau ci-dessous.
Radiation Longueur d’onde (m) Longueur d’onde (nm) Longueur d’onde (μm)
Rouge 0,782
Orange 593
Bleue 4,43 x 10 -7
5) Solution « sucré salée ». Remi met dans une fiole jaugée de 200mL, 0,15 mole de glucose de formule brute C6 H12 O6 et 5,85 g de chlorure de sodium NaCl, il met de l’eau jusqu’au trait de jauge et homogénéise la solution.
a) En vous aidant des documents proposés ci-après, dans le cahier de vacances, schématisez une fiole jaugée.
Pour chacun des calculs réalisés ci-dessous, il faudra écrire la formule avant de réaliser le calcul.
b) Calculer la concentration molaire en glucose de la solution.
c) Calculer la concentration massique en glucose de la solution.
d) Calculer la concentration massique en chlorure de sodium de la solution.
e) Calculer la concentration molaire en chlorure de sodium de la solution.
La vitamine C dans le jus d’orange. Globalement on peut affirmer que le jus d’orange est une solution aqueuse qui contient plusieurs solutés, dont 4,5 mmol par litre d’acide ascorbique, ou vitamine C de formule brute C6 H8 O6.
a) Dans la liste des solutés suivants, lequel est le plus succeptible d’être présent aussi dans le jus d’orange : le sulfate de cuivre, le saccharose, le chlorure de potassium.
b) Quelle masse d’acide ascorbique y a t-il dans 0,75 L d’un tel jus ? c) Quelle est la concentration massique de vitamine C de ce jus ?
d) On dispose d’un verre de ce jus, soit un volume de 100 mL, quelle est la concentration molaire de la vitamine C dans ce jus ?
e) Pour faire une expérience, on prélève 25,0 mL de jus avec une pipette jaugée, on introduit ce jus dans une fiole jaugée de 50,0 mL et on complète la fiole jaugée avec de l’eau distillée, jusqu’au trait de jauge. Après avoir schématisé une pipette jaugée, calculer la nouvelle concentration en vitamine C du jus obtenu dans la fiole ?
Activité SIGNAL
1) Un phénomène est dit périodique s’il se répète identique à lui même. La durée qui
caractérise ce phénomène est sa période, notée T. Après avoir donné la relation permettant de calculer la fréquence F, pour chacune des périodes ci-dessous, calculer la fréquence correspondante.
Période T 15 s 25 ms 3 min 4,0x10 -3 s 5,5 x 104 ms 3x103μs Fréquence F
(Hz)
2) La fréquence F exprimé en Hertz (Hz) d’un phénomène périodique correspond au nombre de fois que le phénomène se répète en une seconde. Après avoir donné la relation permettant de calculer la Période T , compléter le tableau ci-dessous.
Période T 30,2 x 10 2 s
Fréquence F 0,026 x 10 6 Hz 50 Hz
Signal 1.
Signal 2.
Pour chacun des 2 signaux ci-dessus :
-Repérer , en l’encadrant, sur chacun des enregistrements ci-dessous la portion de courbe qui se répète à l’identique.
-Relever l’information concernant l’échelle de l’axe horizontal.
-Mesurer avec précision la période, exprimée en secondes, de chaque signal périodique -Calculer la fréquence, en hertz, de chaque signal périodique.
- Relever l’information concernant l’échelle de l’axe vertical . Puis Mesurer pour chaque signal la valeur de la tension maximale, notée,Umax.
- Le signal 2 est l’électrocardiogramme d’un patient.
Calculer le nombre de pulsation à la minute.
Mesurer votre fréquence cardiaque. Comparer
a) Relever le réglage de la durée de balayage. Cette information correspondrait sur un
graphique à l’échelle horizontale. Encadrer un motif élémentaire du signal, puis en déduire la période du signal.
b) Relever le réglage de la sensibilité vertical de la voie A. Cette information correspondrait sur un graphique à l’échelle verticale. En déduire la valeur de la tension maximale, notée Umax.
ACTIVITE : EXTRAIRE DES INFORMATIONS.
Données : La charge élémentaire est
e
, elle vaut 1,6 x 10 -19C.
1) Quelles sont les particules élémentaires constituant l’atome ?
2) Complèter le tableau ci-dessous à partir des informations tirées du texte « la structure de l’atome » et aussi de vos connaissances.
Particules de l’atome citées dans le texte Où les trouve-t-on ? (noyau, nuage électronique) Quelle charge électrique porte –t- elle?
3) Relever dans le texte les informations en rapport avec le diamètre de l’atome et le
noyau de l’atome.
Documents
ACTIVITE.
aspirine
1) Ecrire les formules brutes du paracétamol et de l’aspirine, de la caféine.
2) Entourer les groupes caractéristiques que contiennent ces 3 espèces chimiques.
3) Calculer la masse moléculaire molaire du paracétamol et de l’aspirine, de la caféine.
Donnée : M(C) = 12 g.mol
-1;
M(O) = 16 g.mol
-1; M(N) = 14
g.mol
-1; M(H) = 1 g.mol
-1Exercice 3:
On a tracé ci-contre la caractéristique intensité tension d'un conducteur ohmique.
1) Peut-on dire d’après le graphique que les grandeurs U et I sont proportionnelles ? Justifier.
2) D’après la loi d’ohm U = R * I, Quelle est la résistance de ce conducteur ohmique?
3) Déterminer par lecture graphique la tension aux bornes du conducteur ohmique lorsqu'il est traversé par un courant de 15mA?
Exercices :
-Rapellez les 2 lois qui sont respectées lors d’une transformation chimique -Equilibrez les équations chimiques suivantes :
C + O
2CO CO + O
2CO
2Fe + O
2Fe
3O
4Cu
2O + O
2CuO H
2SO
4+ H
2O H
3O
++ SO
42-Fe + H
3O
+Fe
2++ H
2+ H
2O
Situation problème
Deux erlenmeyers, dont les étiquettes ont été décollées sont trouvés dans le laboratoire. Ils
Il faut mener l’enquête et réaliser des
expériences pour identifier le contenu de chaque erlenmeyer. Pourquoi est-il interdit de se servir
contiennent des liquides incolores. Il peut s’agir d’eau, d’éthanol ou de dichlorométhane.
de son odorat ?
Quelles informations pouvez-vous recueillir sur chacune des 3 espèces chimiques qui nous intéressent ?
Eau Ethanol Dichlorométhane
Qu’en penses-tu ? C’est à propos de la masse volumique.
Dire que la masse volumique de l’eau est de 1,0 g.mL-1 revient à dire que :
a) 1 g d’eau occupe un volume de 1 mL b) 1mL d’eau pèse 1g
c) 1000g d’eau occupe un volume de 100mL
d) 1000g d’eau occupe un volume de 1L e) 20mL d’eau pèse 20g, 2g ou 200g.
On sait que la masse volumique de l’éthanol est 0,79 g.mL-1 . Cela revient-il à dire que :
a) 1g d’eau et 1g d’éthanol occupent le même volume.
b) 0 ,79 g d’éthanol occupe un volume de 1 mL
c) 1,58 g d’éthanol occupe un volume de 2 mL
d) 7,9 g d’éthanol occupe un volume de 10 mL
e) 20 mL d’éthanol pèse 1,48g, 14,8g ou 148g
L’information sur la masse volumique du dichlorométhane est la suivante : 1,33 g.mL-1 Comment comprends-tu cette information ?
Si tu introduis 10 mL d’éthanol dans une éprouvette graduée, quelle masse d’éthanol t’attends-tu à peser ? Explique ton raisonnement.
ACTIVITE.
Pierre participe à un travail de groupe. Il s’agit de vérifier que le comprimé d’un médicament contre les maux de tête contient bien 500 mg de paracétamol.
Sa mission est de préparer une solution.
1) Il doit écraser le comprimé
2) Il doit dissoudre le comprimé écrasé pour obtenir une solution aqueuse de
200,0 mL
A partir du document ci-dessous, dresser la liste du matériel nécessaire à la préparation de la solution.
Extrait de Newton et la mécanique céleste, Jean Pierre Maury, Gallimard 1990
Dans la douceur d’une soirée d’automne, Newton rêve sous un pommier de Woolsthorpe, en regardant la Lune. Soudain, une pomme tombe sur la Terre. Et la Lune ? Elle n’a pas de support : pourquoi ne tombe-t-elle pas ? En un éclair, Newton « voit » la réponse : elle tombe !…La lune tombe vers la Terre. Sinon elle continuerait tout droit, et disparaîtrait dans l’infini….
Dialogue imaginaire entre Newton et Curioso, un ami qui lui pose des questions à propos de la Lune.
Curioso : Mais,… la Lune ne tombe pas puisqu’elle reste toujours à la même distance de la Terre ! Newton : Si elle ne tombait pas, il y a longtemps qu’elle ne serait plus là. En effet, si la Lune n’était soumise à aucune force, elle adopterait un mouvement rectiligne et uniforme alors qu’elle a un mouvement circulaire autour de la Terre. Puisqu’elle tourne autour de la Terre, c’est qu’elle est
soumise à une force, et je suppose que cette force est due à la Terre , est la même que celle qui fait tomber les pommes !
Curioso : Vous voulez dire qu’un objet comme la Lune, en mouvement circulaire, n’arrête pas de tomber vers le centre de sa trajectoire ?
Newton : C’est bien ça !
Curioso : Vous êtes donc sûr que la Lune tombe comme une pomme ? Newton : Je le sais, car je l’ai calculé !
Données :
Masse de la Terre ; M Terre = 5,98 x 10 24 kg Rayon de la Terre ; R Terre = 6,38 x 10 3 km Masse de la Lune ; M Lune = 7,35 x 10 22 kg Rayon de la Lune ; R Lune = 1,74 x 10 3 km Distance du centre de la Terre au centre de la Lune : 3,80 x 10 5 km
Constante gravitationnelle : G= 6,67 x 10 11 SI
Questions.
1) Quelle serait la trajectoire de la Lune si elle n’était soumise à aucune force ?
2) Quel est l’argument du texte ci-dessus qui prouve que la Lune est soumise à une force ? 3) Quelle est cette force , quels sont ses caractéristiques (direction, sens, point
d’application) ?
4) Donner l’expression littérale de la valeur de la force exercée par la Terre sur la Lune, F
Terre/Lune
5) Calculer la valeur de cette force.
6) Représenter la Lune décrivant un cercle autour de la Terre.
7) Décrire le mouvement du centre de la Lune dans le référentiel géocentrique.
8) Représenter la force exercée par la Terre sur la Lune.
9) Dans le dialogue, quel est le premier argument avançé par Curioso pour contredire Newton ?
10) A quel principe Newton fait-il référence pour étayer sa réponse ?
11) Quel argument permet à Newton d’affirmer que la Lune est soumis e à une force non compensée ?
