Physique - chapitre 2 Flashcards
La matière
Substance qui constitue les corps – possèdes des caract physiques et chimiques.
Composée d’atomes regroupés en composés dont la variété des arrangements produit les différents types de matière et qui ne peuvent être séparés facilement.
La masse (kg)
Se mesure de kg – correspond à la matière d’un corps (souvent confondu avec le poids alors que c’est la masse). Est la même partout dans l’Univers.
Ex. Sur Terre, une masse de 1 kg pèse 9,8 N vs 1,56 N sur la lune ou 25,87 N sur Jupiter.
Le poids (N)
Se mesure de N (Newton) – correspond à la force qu’exerce la gravitation sur le corps
Isaac Newton
Célèbre grâce à sa découverte de la loi de la gravitation universelle
Masse volumique (g/cm3)
Se trouve en divisant la masse d’un objet par son volume
Ex. eau est 1 g/cm3, fer est 7,86 g/cm3
Densité (pas d’unité de mesure)
Rapport de la masse volumique d’un objet sur la masse volumique de l’eau
Ex. densité du fer est 7,86 puisque 7,86 x + grande que celle de l’eau (1)
Flottabilité
Dépend de la densité, en fonction de l’eau : ceux + dense que l’eau coulent vs ceux – dense flottent
Les états de la matière
3 états : solide, liquide ou gazeux
*** Toute substance peut exister à ces trois états
Mouvement des particules selon l’état de la matière
- État solide : particules (atomes, ions, molécules) vibrent lentement et sont maintenues ensemble par des forces électromagnétiques importante
- État liquide : particules glissent les unes sur les autres et les forces qui les lient sont plus faibles
- État gazeux : particules se déplacent très rapidement dans toutes les directions
Fusion
Solide -> liquide
Solidification
Liquide -> solide
Évaporation
Liquide -> gazeux
Condensation
Gazeux -> liquide
Sublimation
Solide -> gazeux (processus assez fréquent)
Cristallisation ou condensation solide
Gazeux -> solide
Chaleur latente
Énergie libérée ou acquise lors du changement de la matière – concept proposé par Joseph Black qui permis de distinguer chaleur vs température
Un solide qui fond ou un liquide qui s’évapore acquiert de l’énergie VS un liquide qui se solidifie ou un gaz qui se condense en libère sans que sa temp. ne change
Plasma
État formé par un gaz porté à une température +++ élevée (comme ds une étoile) qui libère des électrons
Peut être considéré comme le 4e état de la matière
Élément chimique pure
Dont tous les atomes sont identiques
Ex. hydrogène, fer, or, carbone, soufre, chlore, hélium
Composé
Formé de 2 ou plrs sortes d’atomes fortement liés
Ex. eau, sel de table, glucose, bicarbonate de sodium
Mélange
Mélange de composés qui ne sont eux-mêmes pas combinés chimiquement ou seulement très faiblement
Ex. terre noire est un mélange de minéraux, de matière organique et d’eau) –> plupart des aliments et matériaux
Corps non miscibles (ou mélange hétérogène)
Corps qui se divisent en couches séparées si l’on essaie de les mélanger – par processus de distillation ou filtration
Ex. l’eau et l’huile ne peuvent être mélangés ensemble, car elles ne forment aucun lien chimique ensemble
Distillation
Permet d’isoler les constituants liquides d’un mélange homogène -> Possible car les températures d’ébullition des liquides sont différentes
Filtration
Permet de séparer certains constituants d’un mélange hétérogène en fonction de leur densité
Ex. jus de fruit frais, infusions, cuisson de légumes sont des mélanges hétéro
Colloïde
Mélange dans lequel de petites particules (+ grosses que des atomes ou molécules) de l’un des corps sont réparties uniformément et en suspension sur l’autre
Ex. encre de Chine (particules de noir de fumée dans l’eau et stabilisées par de la gomme arabique) ou verre teinté (particules de métal dans du verre)
Mélange homogène
Solution dans laquelle un corps est complètement dissous dans un autre
Ex. eau sucrée ou salée / un mélange pas complètement homogène n’est pas une solution
Dissolution
Procédé qui consiste à mettre un soluté dans un solvant, dans le but de préparer une solution constituée d’une seule phase (mélange homogène)
Solvant
Corps qui dissout
Soluté
Corps qui est dissous
Solution solide et liquide
États de la solutions
Ex. eau sucrée = liquide / alliage d’or et de cuivre = solide
Osmose
Processus qui permet de séparer un solvant d’un soluté – déplacement de molécules d’eau (ou de solvant) d’un milieu moins concentré en soluté vers un milieu plus concentré en soluté.
Suppose que les concentrations dans les deux milieux sont en équilibre c-à-d même concentration
Élasticité
Capacité d’un solide à retrouver sa forme initiale après avoir été comprimé ou étiré
Loi de Hooke
Extension d’un corps élastique est proportionnelle à la tension appliquée
Viscosité
Capacité d’un liquide et de certains solides à résister à l’écroulement
Ex. la mélasse est + visqueuse que le sirop d’érable, le verre et la glace sont également visqueux et s’écroulent très lentement
Dureté
Capacité d’un solide à résister aux rayures – se mesure à l’aide de l’échelle de Mohs
Un matériel rigide n’est pas automatiquement dur (ex. le plastique résiste mal aux rayures, mais est rigide)
Tension superficielle
Désigne une force qui agit à la surface d’un liquide – résulte de l’attraction entre les molécules du liquide
Permet à certains insectes de marcher à la surface de l’eau, un trombone ou une lame de rasoir tiennent à la surface de l’eau
Capillarité
Désigne la montée d’un liquide dans un tube étroit – résulte de l’adhérence entre le liquide et le tube & de la tension superficielle au sommet de la colonne du liquide
Les atomes
Les + petits constituants des éléments chimiques
Un atome qui n’est pas chimiquement combiné à un autre comporte le même nbr de protons et d’électrons = électriquement neutre
Théorie atomique
Toute matière est composée d’atomes
Les éléments sont constitués d’atomes et n’ont pas tous le mêmes poids (en fonction des neutrons)
Proton, électron, neutron (composition d’un atome)
Modèle d’un atome :
- noyau positif constitué de protons à la charge électrique positive
- de neutrons qui sont neutres
- et d’électrons en mouvement très rapide autour de ce noyau.
Isotope
Versions différentes d’un même élément, avec + ou – de neutrons
Ex. de l’hydrogène a habituellement 0 neutron, mais certains atomes en ont 1 ou 2
Ion
Atome qui a perdu 1 ou plrs électrons, qui possède une charge positive OU qui a gagné 1 ou plrs électrons, qui possède une charge négative
Les charges de signes contraire s’attirent – ex. le sel de table (NaCl -> Na+ et Cl-)
Les particules subatomiques
Particules dont la matière est constituée
Les 3 principaux : protons, neutrons, électrons
Leptons, quarks
Les 2 types principaux de particules subatomiques élémentaires
Ex. leptons : électron, positron, neutrino
Ex. quarks : proton est constitué de 3 quarks, particules encore plus fondamentales
La gravitation
Force d’attraction entre deux corps ayant une masse
L’interaction électromagnétique
Force qui agit entre les particules chargées
L’interaction nucléaire : faible & forte
L’interaction entre deux particules se fait par échange d’autres particules, les bosons (ex. photons ou gluons)
- Faible : responsable de la radioactivité
- Forte : lie les quarks au sein des protons et des neutrons & les protons et neutrons au sein du noyau
Les 4 forces fondamentales de l’Univers
Gravitation, interaction électromagnétique, interaction nucléaire faible, interaction nucléaire force
Les réactions nucléaires
Les modifications subies par les noyaux des atomes
Radioactivité / désintégration radioactive
Propriété de certains éléments de perdre spontanément de leur masse par l’émission de particules ou de rayonnements électromagnétiques
Dangereux pour la santé et peut être absorbée par des objets
Ex. uranium, polonium, radium
Fission nucléaire
Désintégration de qq atomes d’un élément radioactif, qui déclenche une réaction en chaîne qui fait éclater les noyaux des autres atomes de cet élément et libère bcp d’énergie (un même atome se sépare)
Ex. bombe atomique
Fusion nucléaire
Façon dont le soleil et les étoiles produisent de l’énergie
Se produit lorsque les noyaux de petits atomes se combinent et libèrent de l’énergie lorsque soumis à des températures et pressions très élevées
Ex. 2 atomes d’hydrogène se fusionne pour former de l’hélium et libère de l’énergie
Centrale nucléaire
Permet de produire de l’électricité – réacteur nucléaire comprend le combustible nucléaire et le réfrigérant, capte la chaleur pour transformer l’eau en vapeur d’eau qui fait tourner les turbines
** Aurait l’avantage de ne pas produire de déchets radioactifs, mais est encore au stade expérimental
Carbone 14
Isotope du carbone dont la radioactivité permet de mesurer l’âge de vestiges anciens (ex. fossiles)
Transmutation
Processus qui permet de transformer un élément en un autre, coûte bcp plus cher en énergie que la valeur et éléments produits
Ex. azote à oxygène en modifiant la structure des atomes à l’aide de rayons gamma
La théorie quantique
Porte sur le cmpt des particules subatomiques
Dit que l’énergie est échangée en petites unités d’énergie (quanta) et explique comment les électrons reçoivent et cèdent de leur énergie, sous forme de photons, en changeant de niveau d’orbite autour du noyau d’un atome
À l’origine d’instruments comme le laser et les piles solaires
Quanta
Petites unités d’énergie
Photons
Forme sous laquelle les électrons reçoivent et cèdent leur énergie
Ex. lumière rouge émise par les éléments d’une cuisinière électrique lorsque chauds -> émission de photons par des atomes qui reçoivent de l’énergie sous forme de courant électrique et la cèdent sous forme de lumière
Expérience des deux fentes
Deux électrons qui passent un après l’autre par deux petites fentes pratiquées dans un écran produisent des figures d’interférence (vagues) OU qu’un électron puisse passer simultanément au travers de ces deux fentes = qu’un électron puisse être à deux places en même temps
Théorie quantique permet d’expliquer ces phénomènes surprenants
Principe d’incertitude
Toute tentative pour déterminer une valeur caractéristique (ex. la position) d’une particule subatomique a pour conséquence de perturber de façon imprévisible une autre valeur (ex. la vitesse)
Un des fondements de la théorie quantique
Les quatre dimensions
L’espace peut être décrit par 3 dimensions perpendiculaire les unes aux autres, auxquelles s’ajoute le temps (4e dimension) = espace-temps
La relativité restreinte
Vitesse de la lumière est la + grande vitesse de l’Univers (300 000 km/s) & un objet qui se déplace à cette vitesse subit les modifications suivantes : sa masse augmente, sa longueur diminue et le temps ralentit
Albert Einstein
Ex. un voyage de qq semaines à cette vitesse prendrait des dizaines d’années sur terre
Marque une rupture v-à-v des lois de Newton
L’équation E=mc2
E (qté d’énergie qui peut être produite par la désintégration totale d’une certaine qté de matière) est = à M (masse de cette qté de matière) multiplié par C2 (vitesse de la lumière au carré) -> donne des qtés énormes d’énergie, même pour de très petites qtés de matières
** Permet d’expliquer la puissance des bombes atomiques et l’énergie émise par les étoiles
La relativité générale
L’espace-temps est déformé par les objets massifs qu’il contient –meilleure théorie pour expliquer la gravitation universelle & son application à la théorie du Big Bang permet d’expliquer les débuts de l’univers
Albert Einstein
Explique pourquoi le soleil peut faire dévier la trajectoire de rayons lumineux qui proviennent des autres étoiles
Certaines grandeurs physiques varient avec la vitesse
Les forces
Invisibles, mais sont responsables de : l’arrêt des objets, de leur changement de vitesse ou de direction, qu’ils se plient, se tordent ou changent de forme.
Ex. les tables (objets immobiles) exercent une force qui empêche les objets dessus de tomber
TOUS LES OBJETS IMMOBILES EXERCENT UNE FORCE
La gravitation (Newton)
Tous les corps matériels s’attirent entre eux grâce à la force de la gravitation
Le poids (N)
Force qu’exerce la Terre sur une masse
La poussée ou le principe d’Archimède
La force exercée vers le haut sur un objet immergé dans un fluide (liquide ou gaz) – la poussée serait égale au poids du fluide déplacé
« Eurêka » : permis de concevoir qu’un objet dans un bac d’eau faisait aug le niveau de l’eau donc permettrait de mesurer le volume d’un objet grâce à l’eau déplacée
La pression
Se mesure en pascals (kPa) – force exercée par unité de surface par un gaz, un liquide ou un solide
Le baromètre
Permet de mesurer la pression atmosphérique & de faire des prévisions météorologiques
Le principe de Pascal
La pression agit dans toutes les parties d’un fluide et dans toutes les directions
La pression atmosphérique
Pression de l’air en un point quelconque sur la Terre.
Nos poumons ne sont pas écrasés par celle-ci car ils sont remplis d’air & nous ne la ressentons pas car la pression dans nos poumons équilibre la pression extérieure
L’expérience des hémisphères de Magdebourg
Expérience a permis de démontrer l’existence du vide & la notion de la pression de l’air : Plusieurs chevaux ne purent séparer deux demi-sphères métalliques dans lesquelles il avait fait le vide (il avait pompé l’air) – la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur les maintenaient fermement ensemble
Le mouvement
Peut être décrit par 3 lois
La 1re loi de Newton : loi de l’inertie
Tout corps persévère dans l’état de repos ou de mouvement uniforme dans lequel il se trouve sauf si une force agit sur lui
Semble parfois fausse à la surface de la Terre à cause des forces de frottements qui ralentissent des objets en mouvement
En l’absence de friction, un objet en mouvement continue à se déplacer à vitesse constante
La 2e loi de Newton : F=ma
Une force constante appliquée sur un corps produit une accélération inversement proportionnelle à la masse de ce corps = Pour deux objets de masses différentes sur lesquels on applique la même force, l’accélération sera plus grande sur l’objet le plus léger
F (force) = m (masse) x a (accélération)
C’est donc la pression atmosphérique qui semble ralentir davantage les objets légers que lourds, car ils opposent peu de résistance à l’air, mais ont la même accélération
Dans un manège la tête à l’envers on ne tombe pas à cause de la force de l’accélération de rotation qui nous pousse contre le manège
3e loi de Newton : Action-Réaction
Les forces agissent tjrs par paire : action et réaction – chez les objets mobiles ou immobiles
Ex. fusée monte par réaction à la force des gaz projetés vers le bas par la combustion
Théorie des mouvements naturels et violents d’Aristote
Ancienne théorie qui dit que le mouvement d’une planète était un mouvement naturel, d’une nature complètement différente que celle du mouvement d’un javelot qui était un mouvement violent
Théorie de l’impétus de Philopon
Ancienne théorie qui dit qu’une balle lancée dans les airs montait tant que la force de son élan était + grande que celle de la gravité
La force qui agit sur une balle qui vient d’être lancée est celle de la gravité
Loi de l’isochronisme des petites oscillations du pendule de Galilée
La durée d’oscillation d’un pendule ne dépend ni de l’amplitude de l’oscillation ni du poids du pendule, mais seulement de la longueur du fil
Les machines simples
Permettent de modifier la direction d’une force ou de l’amplifier
Elles sont : la roue, treuil, poulie, palan, vilebrequin, came, plan incliné, levier
La roue
Permet de réduire la friction entre un objet et le sol
Le treuil
Cylindre autour duquel s’enroule un câble, permet de remonter quelque chose
Ex. sceau au fond d’un puit
La poulie
Roue entourée d’une bordure creuse où l’on fait passer une corde
Le palan
Ensemble de poulies qui permet de multiplier une force
+ il multiplie la force, + il faut une grande longueur de corde/câble pour soulever un objet à la même hauteur
Le vilebrequin
Transforme un mouvement de va-et-vient en un mouvement de rotation
La came
Transforme un mouvement de rotation en un mouvement de va-et-vient
Le plan incliné
Permet de réduire la force nécessaire pour monter un objet
+ le plan incliné est petit p/r à l’horizontale, + la force nécessaire pour le monter est faible, mais + la distance à parcourir est grande
Le levier
Machine simple composée d’une pièce rigide qui se déplace [mobile] sur un point d’appui ou un pivot – permet de multiplier la force
Pivot peut être situé entre la force et la charge (ex. tête de marteau pour enlever un clou), à l’extérieur du côté de la charge (ex. brouette) ou à l’extérieur du côté de la force (ex. avant-bras)
Lois du levier d’Archimède
Un levier permet de multiplier la force à l’infinie
L’énergie
Énergie est la capacité d’effectuer une action
Énergie potentielle
Énergie emmagasinée
Énergie cinétique
Énergie d’un objet en mouvement
Principe de conservation de l’énergie
Toutes les formes d’énergie peuvent se transformer en d’autres formes d’énergie, sans que l’énergie soit créée ou perdue
Énergie mécanique, électrique, chimique, rayonnante, nucléaire et thermique
Le générateur
Permet de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique
Principe de conservation de la matière et de l’énergie (voir l’équation E=mc2)
Dit qu’une masse peut se transformer en énergie
Travail
Qté d’énergie reçue par un système en mouvement
Puissance
Rapport du travail au temps mis pour l’accomplir
Les ondes
Mode de transfert de l’énergie à travers la matière et l’espace
Ondes radio & lumière se déplacent à la même vitesse que le vide
Amplitude
Déplacement maximal de la matière au passage de l’onde
Longueur d’onde
Distance qui sépare deux crêtes successives
Fréquence (Hz)
Mesurée en hertz (Hz), nombre d’oscillations par unité de temps -> oscillation = en rouge sur la deuxième image
- Fréquence élevée ne veut pas dire grande amplitude et vitesse élevée
Le rayonnement électromagnétique
Comprend toute une famille d’ondes qui sont formées des oscillations de champs électriques et magnétiques
En ordre de fréquence d’onde décroissante et de fréquence croissante : ondes radio, ondes radar, micro-ondes, infrarouge, lumière visible, ultraviolet, rayon X, rayons gamma
Ondes électromagnétiques
Onde qui se propage autant dans le vide que dans un milieu matériel – font parties du spectre électromag et sont classées en fonction de leur longueur d’onde et de leur fréquence
*** Ondes radio = ondes électromag qui doivent être transfo en son pour qu’on les entende
La lumière visible
Le seul type d’onde électromag qui est visible à l’œil nu – ensemble de 6 couleurs qui composent la lumière blanche
En ordre d’onde décroissante et de fréquence croissante : rouge, orange, jaune, vert, bleue, violette
La théorie de Maxwell
Il a identifié la lumière à une onde électromagnétique et démontra de façon mathématique qu’il devait exister des ondes électromagnétiques de longueurs d’onde + grandes et + courtes que celle de la lumière
Danger des ondes électromagnétiques
+ sa longueur d’onde est courte ou plus sa fréquence est élevée, + elle est dangereuse
Vitesse des ondes électromagnétiques
300 000 km/s – peuvent se déplacer dans le vide, contrairement aux ondes sonores
Photons
Particule qui correspond à une onde électromagnétique
Vitesse de la lumière (km/h)
La lumière est formée d’ondes électromagnétiques et de particules qui se déplacent à 300 000 km/s
La lumière se propagera + vite dans l’air que le verre -> car sa vitesse est inversement proportionnelle à la densité du milieu de propagation (+ le milieu est dense, + la vitesse diminue)
Spectre de la lumière blanche (ou visible)
Un faisceau de lumière blanche peut être décomposé en bandes colorées qui forment un spectre au moyen d’un prisme. Elles peuvent être recomposées en lumière blanche lorsqu’elles passent à travers un 2e prisme.
7 couleurs : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge
Il y a de la couleur partout où nos yeux nous permettent de voir.
Réflexion
Changement de direction de la lumière qui se produit à la surface de tous les objets éclairés.
Réfraction
Changement de direction de la lumière passant d’un milieu dans un autre.
Les objets transparents réfractent la lumière également, chacun à sa façon.
Dualité onde-corpuscule découverte par Einstein (le photon, onde et particule)
Einstein démontra, en décrivant la lumière comme formée de photons aux propriétés de particules et d’ondes, que Newton et Huygens avaient raison les deux.
- Newton : dit que la lumière est composée de particules.
- Huygens : dit que la lumière est une onde.
Diffusion
Réflexion et éparpillement de la lumière, dans plrs directions, par de minuscules particules.
Ex. Ciel est bleu parce que les particules d’azote et d’oxygène de l’air dispersent plus le bleu que les autres couleurs (elles les absorbent moins)
Les couleurs
Effets produits par diverses longueurs d’onde de la lumière sur nos yeux
Mélange de toutes les couleurs = noir ou blanc, selon la façon dont les couleurs ont été produites
Coloration des objets par réflexion ou absorption des couleurs
Plupart des objets paraissent colorés par une combinaison de couleurs réfléchies et d’autres absorbées
Addition des couleurs
Obtention d’une couleur par mélange de lumières de différentes couleurs = donnera du blanc
Couleurs primaires : rouge, vert, bleu
Couleurs secondaires : jaune, cyan, magenta
Soustraction des couleurs
Obtention d’une couleur par mélange de pigments = donnera du noir
Couleurs primaires : jaune, cyan, magenta
Couleurs secondaires : rouge, vert, bleu
Les miroirs et les lentilles
Images peuvent être produites par des rayons lumineux réfléchis par des miroirs ou réfractés par des lentilles
Image d’un miroir convexe
Surface bombée donne une image + petite que l’objet car il est divergent
Image d’un miroir concave
Surface creuse donne une image + grande que l’objet car il est convergent
Image d’une lentille convexe
Faces bombées donnent une image + grande que l’objet car il est convergent
Image d’une lentille concave
Faces creuses donnent une image + petite de l’objet car il est divergent
Hypermétropie
Difficulté à voir les objets rapprochés parce que l’image se forme derrière la rétine
–> Corrigé à l’aide de lentilles convexes
Myopie
Difficulté à voir les objets éloignés parce que l’image se forme devant la rétine
–> Corrigé à l’aide de lentille concaves
Presbytie
Diminution du pouvoir d’accommodation du cristallin
–> Corrigé par des lentilles à double foyer
Fibre optique
Fibre de verre qui réfléchit la lumière vers l’intérieur de la fibre et transporte des signaux lasers
Vitesse du son (km/h)
1200 km/h
Se propage sous forme d’ondes et ne peut se propager dans le vide = les sons ne se propagent pas sur la Lune car il n’y a pas d’atmosphère
Intensité du son (décibels (dB))
- Longueur d’onde : longueur d’un cycle complet
- Fréquence : nbr de cycles dans une unité de temps
- Amplitude : hauteur maximale atteinte par l’onde p/r à sa position au repos
Le son
Vibration mécanique d’un fluide, qui se propage sous forme d’ondes longitudinales grâce à la déformation élastique de ce fluide.
Caractéristiques du son aigu, grave ou fort
- Son aigu : petite longueur d’onde, fréquence très élevée
- Son grave : grande longueur d’onde, fréquence basse
- Son fort : grande amplitude
** Les sons graves s’entendent à une plus grande distance que les sons aigus
Dominante d’une note
Le plus proche parent mélodieux de cette note
Un harmonique
Un son plus faible de fréquence deux, trois ou plrs fois plus élevée que le son principal
Tout le monde chante sur la même note, mais on entend un autre son à cause de la fréquence = harmonique
Le timbre
Dépend des harmoniques qui accompagnent les sons principaux produits par chq instruments
Ex. son de la clarinette diffère du piano
L’effet Doppler
Décalage de la fréquence d’ondes perçues par un récepteur, lorsque la source et le récepteur sont en mouvement relatif
Ex. qd un train ou une voiture passe près d’une personne immobile, cette personne a l’impression que le bruit produit par le véhicule devient soudainement + grave
L’écho
Répétition d’un son due à la réflexion de l’onde sonore
Les ultrasons
Utilisées pour faire des échographies, fréquence trop élevée pour être entendue
La chaleur
Chaleur est la forme d’énergie qui fait que les choses sont chaudes ou froide
Se manifeste par l’agitation des atomes ou des molécules
Rayonnement thermique
Flux de chaleur sous forme de rayons infrarouges, capable de se transmettre dans le vide
Conducteur VS isolant thermique
Conducteur : Transmet la chaleur (ex. cuivre ou aluminium)
Isolant : Arrête la chaleur (ex. plastique, bois, air)
** Les objets métalliques semblent plus froids car sont de bons conducteurs de la chaleur
Convection
Flux de chaleur à travers un fluide
Dilatation
Augmentation du volume d’un corps chauffé
Contraction
Rétrécissement subi par un objet que l’on refroidit
Température (C ou k)
Mesure de l’agitation des particules d’une substance – se mesure en degrés Celsius ou en Kelvins
Échelle des températures Celsius
0°C est la température de solidification de l’eau
100°C est sa température d’ébullition
*** Avant c’était le contraire (100 pour solidification vs 0 pour ébullition)
Zéro absolu
-273°C = température la plus froide possible dans l’Univers
Équivaut à 0°K
La thermodynamique
L’étude de la chaleur et du travail obtenu par sa transfo
- Loi de Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac & des gaz parfaits
Loi de Boyle-Mariotte
Stipule que le volume d’un gaz est inversement proportionnel à sa pression (V-P)
Loi de Charles
Stipule que le volume d’un gaz est proportionnel à sa température (V-T)
Loi de Gay-Lussac
Stipule que la pression d’un gaz est proportionnelle à sa température absolue (V-Ta)
Loi des gaz parfaits
Synthèse des 3 lois (Boyle-Mariotte, Charles et Gay-Lussac) : PV = nRT
** P pression du gaz, V volume du gaz, n nbr de moles, R une constante, T température du gaz
1er principe de la thermodynamique (voir principe de conservation de l’énergie)
Stipule qu’au moment du passage d’une forme d’énergie à une autre, la qté d’énergie avant et après est la même
2e principe de la thermodynamique
Au moment du passage d’une forme d’énergie à une autre, ou lorsqu’on utilise de l’énergie pour faire un travail, une certaine qté d’énergie s’échappe sous forme de chaleur qu’il est impo de récupérer totalement
Énergie est donc perdue et il y a augmentation de l’entropie du système
Ex. glace donnera de l’eau tiède toute seule MAIS l’eau tiède ne donnera jms de la glace
Mouvement perpétuel
Mouvement constant, sans qu’il n’y ait d’énergie extérieure qui soit appliquée après que le mouvement ait été amorçé
Mouvement impossible, puisqu’il y aura toujours de l’énergie dissipée -> sous forme de chaleur à cause de la friction
Le magnétisme
Ensemble de phénomènes physiques dans lesquels les objets exercent des forces attractives ou répulsives sur d’autres matériaux
Les deux pôles de l’aimant
Nord et Sud – les pôles opposés s’attirent, les pôles semblables se repoussent
Champ magnétique terrestre
La Terre est un énorme aimant qui crée le champ magnétique terrestre et dont les pôles magnétiques sont situés près des pôles géographiques Nord et Sud
Boussole
Aiguille aimantée posée sur un pivot qui s’oriente dans le sens nord-sud
Électroaimant
Aimant qui fonctionne au moyen de l’électricité
Induction magnétique
Processus qui mène à l’aimantation d’un objet
L’électricité statique
Forme d’électricité dans laquelle les charges sont immobiles
Ex. qd on passe un peigne ds nos cheveux, les électrons passent des cheveux au peigne, mais reste ensuite sur le peigne
Attraction et répulsion des charges positives et/ou négatives
Les charges opposées s’attirent tandis que les charges ne même signe se repoussent
Charges positives ou charges négatives
Forces d’attraction et de répulsion entre deux charges selon la distance
Forces diminuent avec le carré de la distance
Ex. à une distance 3 fois plus grande correspond une force neuf fois plus petite
Induction électrostatique
Apparition d’une charge électrique dans un corps à cause de la présence d’un autre corps chargé
Électroscope
Permet de détecter une charge électrique
Éclair
Violente décharge d’électricité statique qui se produit lors d’un orage et le tonnerre est le bruit causé par le réchauffement et la dilatation de l’air autour de l’éclair
Charge électrique se mesure en coulombs (C)
Le courant électrique
Circulation de charges électriques à travers une substance (déplacement des électrons)
Courant continu
Électrons circulent dans une seule direction
Ex. produit par une pile
Courant alternatif
Électrons changent de direction plrs fois par seconde
Ex. courant domestique
Circuit en série
Ne comporte pas de dérivation du courant électrique
Un circuit en série qui comporte des ampoules : une brûle et le courant ne passe plus donc tout s’éteint
Circuit en parallèle
Comporte une dérivation du courant électrique
Un circuit en parallèle ou chq ampoule est reliée par son propre circuit : une brûle et les autres restent allumées
Conducteur électrique
Laisse circuler l’électricité
Ex. métaux, graphite
Isolant électrique
Empêche le passage de l’électricité
Ex. plastique, bois, porcelaine
Supraconducteur
Absence de résistance électrique - ce phénomène se produit pour certaines substances à des températures très basses, proches du zéro absolu (-273,15 °C). La conductibilité électrique de ces substances est alors infinie.
C’est ce principe qui permet aux trains à grande vitesse (TGV) de se déplacer facilement et rapidement entre deux villes.
Fusible
Protège un circuit électrique et contient un matériau conducteur qui chauffe et brûle si l’intensité du courant devient trop grande
Relation entre le magnétisme et l’électricité
Sont interdépendants – le déplacement d’un champ magnétique peut créer un courant électrique et un courant électrique peut créer un champ magnétique
Mouvement d’un aimant près d’un fil peut occasionner un courant électrique
Lois générales de l’électromagnétisme de Maxwell
- Un champ électrique est généré par des charges électriques et est orienté des charges + vers –
- Aucune charge magnétique n’est comparable à une charge électrique
- La variation d’un champ magnétique peut créer un champ électrique
- Les champs magnétiques peuvent être produits de deux manières : par courants électriques ou par variation d’un champ électrique
