5e Flashcards
État physique:
Un état physique correspond à l’une des formes sous laquelle la matière peut exister. On distingue trois états physiques : solide, liquide et gazeux.
L’eau à l’état solide est présente dans la nature sous forme de neige, de glace ou de grêle. Les nuages, la pluie, les lacs ou les océans sont constitués d’eau à l’état liquide. Mais l’eau peut aussi passer à l’état gazeux: c’est le cas de la vapeur d’eau qui apparaît lorsque l’eau à l’état liquide est chauffée. Elle est aussi présente naturellement dans notre atmosphère.
L’état physique d’une matière dépend de deux paramètres principaux
température et la pression.
Bilan des états de la matière
C’est l’organisation et la mobilité des molécules qui permettent d’expliquer les propriétés des trois états physiques de l’eau. La température et la pression atmosphériques sont des paramètres qui agissent sur la mobilité et l’organisation de ces molécules et qui justient les changements d’états physiques.
Corps pur
Un corps pur est une substance formée d’un seul élément chimique. On dit qu’il est pur car on ne peut pas le séparer en plusieurs éléments.
Mélange
Un mélangeest formé de plusieurs éléments chimiques ou corps purs.
On distingue deux types de mélanges.
Le mélange homogène est un mélange dont les différents constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu.
Le mélange hétérogène est un mélange dont au moins deux constituants sont distinguables à l’œil nu
Enfin, lorsque l’un des constituants d’un mélange est l’eau, on parle de mélange aqueux.
Changement d’état
Un changement d’état est le passage d’un état physique à un autre.Il s’agit d’une transformation physique qui dépend des conditions de température et de pression atmosphérique. On peut observer les différents changements d’état dans le cycle de l’eau. Le Soleil est le moteur de ce cycle car il fournit la chaleur nécessaire à la vaporisation (ou évaporation) de l’eau liquide
Fusion
La fusion est le passage de l’état solide à l’état liquide
Vaporisation
La vaporisation est la transformation de l’état liquide à l’état gazeux par chauffage.
Solidification
La solidification est le passage de l’état liquide à l’état solide.
Liquéfaction
La liquéfaction est le passage de l’état gazeux à l’état liquide
Comment évoluent la masse et le volume lors d’un
changement d’état ?
En fin de fusion, la masse d’eau liquide est égale à la masse de glace introduite dans le bécher (200 g). Toutefois, l’espace occupé par l’eau liquide est inférieur à l’espace occupé par la glace. Le volume a donc
diminué.
La masse reste constante au cours de ce changement d’état car le nombre de molécules d’eau est identique dans l’état solide et dans l’état liquide. Cependant, les molécules sont disposées différemment à l’état solide et à l’état liquide où elles sont plus proches les unes des autres. Cela explique la diminution du volume lors de la fusion
Dissolution et solution
Lorsqu’on mélange un solide et un liquide et que l’on obtient un mélange homogène, on dit qu’il y a eu dissolution du solide dans le liquide. Le mélange homogène est appelé solution, le liquide : solvant et le solide : soluté.
Soluble
Une espèce chimique est soluble dans un solvant si on peut la dissoudre dans ce solvant.
Insoluble
Une espèce chimique est insoluble dans un solvant si on ne peut pas la dissoudre dans ce solvant. On obtient alors un mélange hétérogène en les mélangeant.
Conservation de la masse
Lors d’une dissolution, il y a conservation de la masse : la masse d’une solution est égale à la somme des masses du soluté et du solvant.
Solubilité
Il y a parfois une limite à la masse de soluté que peut contenir un volume donné de solution. On appelle solubilité la masse maximale de soluté pouvant être contenue dans un litre de solution.
Saturée
Une solution qui ne peut plus dissoudre de soluté est dite saturée.
Miscible
Lorsqu’on mélange deux liquides et qu’on obtient un mélange homogène, on dit que les liquides concernés sont miscibles entre eux.
Deux solvants pour un soluté
Une substance donnée peut être très soluble dans un solvant et très peu soluble dans un autre
Modèle particulaire
Le modèle particulaire est utilisé pour représenter la matière. Dans le modèle particulaire, on représente la matière comme un ensemble de particules toutes identiques dans le cas d’un corps pur et de différentes sortes dans le cas d’un mélange.
Température et modèle particulaire
La température d’un échantillon de matière correspond au niveau d’agitation des particules qui le composent.
Pression et modèle particulaire
La pression d’un gaz peut s’expliquer grâce au modèle particulaire : les chocs des particules entre elles et sur les parois du contenant sont à l’origine de la pression mesurée.
Description de l’état solide par le modèle particulaire
À l’état solide, chaque particule vibre en restant liée aux mêmes particules voisines. Les solides ont une forme propre.
Description de l’état liquide par le modèle particulaire
À l’état liquide, les particules sont groupées mais se déplacent librement de manière désordonnée : les liquides n’ont pas de forme propre. Ils prennent la forme du récipient qui les contient.
Description de l’état gazeux par le modèle particulaire
À l’état gazeux, les particules se déplacent dans le vide à grande vitesse, de manière désordonnée : les gaz n’ont pas de forme propre.
Compressibilité et expansibilité
Les particules composant les gaz sont dispersées dans un espace vide. On peut augmenter ou réduire cet espace et ainsi augmenter ou diminuer le volume occupé par ces gaz : ils sont donc expansibles et compressibles. C’est pourquoi, un gaz occupe tout l’espace qui lui est offert.
Les changements d’état peuvent être interprétés à l’aide du modèle particulaire
Lors d’un changement d’état, les particules restent les mêmes, seul leur comportement (agitation et position relative) est changé.
Ex : À l’état solide, la hausse de la température augmente la vibration des particules. Si on augmente la température jusqu’à casser le lien entre ces particules, on passe à l’état liquide : c’est la fusion.
Mobile
En physique, un mobile est un objet en mouvement.
On peut analyser un mouvement en réalisant une chronophotographie
Une chronophotographie matérialise les lieux occupés par un mobile pendant son mouvement. L’intervalle de temps entre chaque position représentée sur la chronophotographie est constant.
Trajectoire
L’ensemble des positions qu’occupe un mobile au cours de son mouvement constitue sa trajectoire.
Trajectoire rectiligne
Une trajectoire est rectiligne si les positions successives du mobile sont alignées.
Trajectoire circulaire
Une trajectoire est circulaire si les positions successives du mobile sont disposées en cercle ou en arc de cercle.
Chronophotographie et vitesse
Dans une chronophotographie, la distance entre les positions successives du mobile est proportionnelle à la vitesse du mobile. Dans le cas où la distance entre les positions consécutives est constante, la vitesse du mobile est constante.
Mouvement uniforme
Un mouvement uniforme est un mouvement dont la vitesse est constante.
Vitesse instantanée
La vitesse instantanée d’un mobile est la valeur de sa vitesse mesurée à un instant précis.
Vitesse moyenne
La vitesse moyenne d’un mobile est la valeur de sa vitesse calculée sur l’ensemble du parcours du mobile.
Unité de la vitesse
L’unité internationale de vitesse est le mètre par seconde (m/sm/s) mais on utilise aussi le kilomètre par heure (km/hkm/h).
Caractéristiques de la vitesse
La vitesse instantanée d’un mobile se caractérise par une valeur, une direction et un sens.
Vitesse et direction
Plus la valeur de la vitesse d’un véhicule est grande, plus il est difficile d’en modifier la direction.
Energie
L’énergie n’est pas une substance. C’est une grandeur que l’on calcule pour différents systèmes étudiés et qui permet de comprendre comment ils peuvent s’influencer et évoluer.
Unité de l’énergie
Dans le système international (S.I.) l’unité de l’énergie est le joule. On utilise différents multiples et sous-multiples ainsi que la calorie (cal) qui vaut 4,24,2 joules.
Les formes de l’energie
On associe différentes formes à l’énergie, selon les grandeurs utilisées pour la calculer ou le moyen par lequel elle est transférée.
- énergie mécanique
- énergie thermique
- énergie chimique
- énergie électrique
- énergie lumineuse
Energie renouvelable ?
Une source d’énergie est renouvelable si les réservoirs associés à cette énergie se renouvellent plus vite qu’on ne les exploite. Sinon elle est non renouvelable (par abus de langage on parle directement d’énergie renouvelable au lieu de source d’énergie renouvelable).
Stocker l’énergie
Un objet auquel on peut associer une énergie est appelé réservoir d’énergie.
Transfert d’énergie
Si l’énergie d’un réservoir diminue, alors l’énergie d’un autre réservoir augmente : il y a transfert d’énergie d’un réservoir à l’autre.
Toutes les activités nécessitent un apport en énergie (que ce soit pour le fonctionnement d’une machine ou d’un organisme vivant). Cette énergie ne peut pas être créée à partir de rien, elle est forcément transférée depuis un réservoir.
Convertir l’énergie
Lorsque est convertie, l’énergie change de forme. Cette conversion peut avoir lieu lors d’un transfert ou au sein d’un même réservoir en évolution.
Ex. Une lampe émet de la lumière et de la chaleur lorsqu’elle est traversée par un courant électrique. Du point vue de l’énergie, les physiciens interprètent cette situation comme une conversion d’énergie électrique en énergie lumineuse et en énergie thermique.
Chaîne énergétique
La chaine énergétique est un schéma qui fait figurer les réservoirs d’énergie, les transferts d’énergie et les convertisseurs d’énergie.
Ex. Une éolienne convertit l’énergie mécanique qu’elle reçoit des mouvements d’air de l’atmosphère en énergie électrique qu’elle transfère à une batterie ou au réseau de distribution d’électricité.
Le son
Le son est une vibration mécanique de la matière, c’est-à-dire un va-et-vient des particules qui la composent.
La source de ces vibrations (cordes vocales, membrane de haut-parleur, corde de guitare, etc.) est un objet vibrant.
Source sonore
Un objet produisant un son est appelé une source sonore.
Propagation du son
Les vibrations mécaniques se propagent dans la matière car les particules mises en mouvement mettent à leur tour d’autres particules en mouvement.
Le son ne peut pas se propager dans le vide car il n’y a pas de matière à mettre en vibration
Composants de l’air
L’air est composé principalement de deux gaz : le diazote (environ 7878 %) et le dioxygène (environ 2121 %). Au niveau microscopique, il y a donc environ quatre fois plus de molécules de diazote que de molécules de dioxygène. Le chimiste français Antoine Laurent de Lavoisier est le premier à avoir découvert cette composition.
L’air est composé de nombreux autres gaz : argon, vapeur d’eau, dioxyde de carbone, etc.
Molécules d’air
Les molécules de dioxygène ont pour formule : O2
.
Les molécules de diazote ont pour formule : N2
.
Masse de l’air
Dans les conditions habituelles (une température de 20 \ °C et une pression de 1013 \ hPa1013 hPa), l’air possède une masse de 1,3 \ g1,3 g par litre.
Plus la pression atmosphérique est importante, plus le nombre de molécules présentes dans un litre d’air augmente et donc plus la masse de ce litre d’air est importante.
Plus sa température est élevée, plus la masse d’un litre d’air est faible.
Pour un même volume, l’air chaud au sein d’une montgolfière possède donc une masse plus faible que l’air qui l’entoure, ce qui permet à la montgolfière de s’envoler.
