cours de M. Fillodeau I MOLECULES ATOMES CORPS ...prof.fillodeau.free.fr/cours_quatrieme/cours_quatrieme...les unes des autres comme dans un liquide. En refroidissant davantage, les

chapitre 1 CHIMIE : QUELQUES RAPPELS DE CINQUIEME

I MOLECULES , ATOMES , CORPS PURS , MELANGES

Toute substance est constituée d'un très grand nombre de particules extrêmement petites, qu'on appelle molécules, et qui ne sont pas les mêmes d'une substance à une autre.

Certaines substances ne contiennent qu'une seule sorte de molécule, ce sont des "corps purs".

Les autres sont des "mélanges".

silhouette agrandie de quelques molécules

attention : les molécules sont très petites

La molécule d’eau, par exemple, mesure environ 0,3 nanomètre soit 0,3 milliardième de mètre !

Sa masse, elle, est de 30 millionièmes de milliardième de milliardième de gramme...

Et voici à quoi ressemblent…

de l'eau pure :

du dioxyde de carbone pur :

un mélange d'eau et de dioxyde de

carbone :

Les molécules sont elles-mêmes constituées de petites "boules" accrochées les unes aux autres qu'on

appelle des atomes. Des microscopes de haute technologie nous permettent de voir certains de ces atomes.

II L'AIR

Pour les exercices, . on arrondira à 80% de diazote et 20% de dioxygène .

et comme 80% = 4 x 20% : . il y a 4 fois plus de diazote que de dioxygène dans l'air ..

L'air n'est pas un corps pur, c'est un mélange (principalement) de molécules de diazote

et de molécules de dioxygène.

III MASSE , VOLUME , MASSE VOLUMIQUE

La masse et le volume d'un objet : ce n'est pas la même chose .

La masse d'un objet, c'est ce qu'on lit sur une balance, elle s'exprime souvent en grammes, kg , ou en tonnes.

Le volume de l'objet, c'est l'espace qu'il occupe, on l'exprime souvent en m3, cm

3, litres (L) ou mL.

Ainsi, une balle de tennis et une boule de pétanque ont le même volume mais pas la même masse.

p 1

la molécule d'eau la molécule de dioxyde de carbone la molécule d'éthanol

cours de M. Fillodeau

L'air est constitué de 78% de diazote

21% de dioxygène ( nécessaire à la respiration )

1% d'autres gaz ( dont le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau ).

m3 dm

3 cm

3 mm

3

L dL cL mL

tonne kg g dg cg mg

Un volume d'un litre d'eau (espace contenu dans un grand nombre de bouteilles) a une masse de 1 kg. Un litre d'huile n'a pas la même masse : 0,92 kg.

On dit que la "masse volumique" de l'eau est ƍeau = 1 kg/L ( " 1 kilogramme par litre " )

et que celle de l'huile est ƍhuile = 0,92 kg/L

chaque matière a sa propre masse volumique, ce qui permet de les différencier.

De manière générale : masse volumique d'une matière = ƍmatière = é

.

exemple : 40 L d'essence ont une masse de 30 kg , par conséquent : ƍessence =

= 0,75 kg/L

Tableaux de conversions :

IV ETATS ET CHANGEMENTS D'ETATS

cas de la glace :

cas de l'eau liquide :

important : pour différencier les

molécules, certaines ont été colorées.

cas de la vapeur d'eau ( gaz ) :

Rq : dans un solide, les molécules sont disposées de manière "ordonnée", ce qui n'est pas le cas des liquides.

Un changement d'état est généralement lié à un changement de température (la pression peut intervenir aussi)

car plus la température augmente, plus les molécules s'agitent (phénomène observé et admis).

Ainsi, quand on chauffe un solide, ses molécules s'agitent et se décrochent pour glisser comme dans un liquide.

Si on chauffe davantage, les mouvements deviennent si importants que les molécules s'éloignent les unes des autres

et forment un gaz (qui se mélange à l'air ambiant).

De même, quand on refroidit un gaz, ses molécules se déplacent de moins en moins et finissent par rester proches

les unes des autres comme dans un liquide. En refroidissant davantage, les molécules ne bougent presque plus et

s'accrochent entre elles (on n'expliquera pas comment cette année) pour former un solide.

Lors de ces transformations, les molécules changent simplement de comportement et leur nombre ne varie pas

(aucune n'est rajoutée ou disparaît) par conséquent la masse d'une substance qui change d'état reste la même.

La température d'une substance qui change d'état reste la même

pendant toute la durée du changement d'état (phénomène observé et admis).

la température de l'eau d'un glaçon qui fond reste à 0°C tant qu'il reste du glaçon.

Chaque substance a ses propres températures de changement d'états.

Par exemple, la fusion de l'eau se fait à 0 °C et sa vaporisation à 100 °C alors que la fusion de l'huile d'olive se fait à -3 °C et sa vaporisation à 300 °C.

Dans un solide, les molécules sont en contact et ne bougent pas, elles sont liées entre elles.

Dans un liquide, les molécules sont en contact et glissent les unes contre les autres.

Dans un gaz, les molécules sont éloignées les unes des autres et se déplacent constamment

dans toutes les directions.


fusion

solidificationSOLIDE LIQUIDE

GAZ

sublim

ation

conden

sation

vapor

isat

ion

liquéf

acti

on

p 2

EXERCICES ET TP CHAPITRE 1 cours de M. Fillodeau

TP chapitre 2 COMBUSTION DU CARBONE

I EXPERIENCE

PPAARRTTIIEE 11 : place un morceau de fusain ( substance noire constituée de carbone )

dans la flamme d’un briquet pendant 20 secondes puis observe-le à l’air libre : il y a une petite braise.

fais un dessin ( du fusain avec son support et la braise ).

PPAARRTTIIEE 22 : recommence l’expérience ( briquet + petite braise ) puis mets rapidement le fusain dans un flacon rempli de dioxygène.

Rq : tu retourneras le flacon de dioxygène au dernier moment et le support du fusain servira de couvercle.

note tes observations et fais un dessin ( du fusain avec son support, la braise et le flacon ).

PPAARRTTIIEE 33 : une fois la braise "éteinte", retire le support du fusain ( pose-le dans l'évier ) puis, rapidement, verse de l’eau de chaux

dans le flacon que tu boucheras ( avec son couvercle ) et secoueras aussitôt. ( attention, le flacon risque d'être chaud ).

note tes observations et conclus.

II QUESTIONS

Lors de la partie 2 , une bonne partie du fusain se consume : le carbone qui le constitue « disparaît », que devient-il ?

Pour comprendre ce qui s’est passé, réponds aux questions suivantes :

a) Sachant que l’air contient 21 % de dioxygène, que peut-on déduire des observations faites aux parties 1 et 2 de l’expérience ?

b) Pourquoi l’expérience de la partie 2 « s’arrête-t-elle » progressivement ?

c) La partie 3 montre qu’une transformation a eu lieu lors de la partie 2 de l’expérience : laquelle ?

p 3

TP CHAPITRE 1 : MESURE D'UNE MASSE VOLUMIQUE

Trouvez de quel métal est constitué le cylindre donné pour ce TP

Vous disposez d'une balance, d'une éprouvette graduée et d'eau pour

trouver le volume du cylindre, et du tableau de l'exercice 3.

Expliquez soigneusement comment vous procédez (méthode, mesures, formules utilisées, calculs, conclusion).

EXERCICE 3 : on étudie l'évolution de la température de deux

liquides (A et B) au cours du temps.

1) a) Quelle est la température initiale des deux liquides ?

b) Lequel des deux est refroidi ?

c) Dans quel état est la substance B après 6 minutes ?

2) a) Quel est le nom du changement d'état subi par chaque liquide ?

b) Combien de temps dure-t-il pour le liquide B ? Expliquer.

3) D'après ce tableau, quelles sont les substances A et B ?

substance alcool aluminium fer mercure plomb or

température de fusion en °C

- 114 660 1538 - 39 327,5 1064

température de vaporisation en °C

79 2519 2861 357 1749 2856

masse volumique en g/cm3 (à 20°C)

0,789 2,7 7,874 13,5 11,35 19,3

4) Quelle serait l'allure de la courbe si, dans un récipient fermé, on

chauffait du mercure de -100 à 500°C (ne pas graduer l'axe du temps) ?

0

20

1 3

température en °C du liquide A

temps en h

0

- 20

- 40

20

1 3

- 60

température en °C du liquide B

temps en min

EXERCICE 2 :

1) Kim représente les molécules

d’eau par des ronds bleus.

Quel phénomène a-t-elle représenté

sur ce schéma (expliquer)

2) La masse du récipient et de son contenu change-t-elle

au cours du temps ? Si oui : comment ? Justifier.

3) a) L'air ambiant a une température de 20°C.

Quelle est la température de l'eau du schéma : expliquer.

b) Quelle est la température de solidification de l'eau ?

EXERCICE 4 :

1) Quels sont la masse, le volume et la masse volumique du liquide

contenu dans le bécher sur la balance ? De quel liquide s'agit-il ?

2) De quel métal est constitué un cube de 3 cm d'arête qui pèse 306 g ?

3) 30 g = ? kg ; 45,2 dm3 = ? cm

3 ; 0,6 dL = ? mL = ? dm

3

50

cm3

400 gbalance

2425 gbalance

cm3

50

EXERCICE 1 : sur ce schéma, les ronds, les triangles

et les rectangles représentent des molécules.

1) Les récipients contiennent-ils des solides,

des liquides ou des gaz ? Expliquer.

2) a) Un des récipients contient un corps pur :

lequel et pourquoi ?

b) Que peut-on alors dire de l'autre récipient ?

3) Si les triangles sont des molécules de dioxygène

et les ronds des molécules de diazote,

le récipient du haut contient-il de l'air ? Expliquer.

4) Représenter les molécules du récipient 1 à l'état solide puis à l'état liquide (dans deux autres récipients).

5) a) On enlève le carton : que se passe-t-il et pourquoi ?

b) Refais le schéma après quelques minutes sans le carton.

Combien as-tu dessiné de molécules ?

6) Donner deux raisons au moins pour lesquelles ces schémas

ne montrent pas ce qu’il y a réellement dans les récipients (on dit que ce sont des "représentations", ou modélisations, ou simulations).

carton

récipient 2

récipient 1

chapitre 2 LA COMBUSTION : UNE REACTION CHIMIQUE cours de M. Fillodeau

I COMBUSTION DU CARBONE

voir TP

II DEFINITIONS

1) REACTION CHIMIQUE

Les réactifs d'une réaction chimique sont les substances qui disparaissent lors de cette réaction.

Les produits sont celles qui se forment.

. Une réaction s'arrête quand l'un des réactifs a totalement disparu ..

2) COMBUSTION

Rq : si la combustion s'accompagne de flammes, on dit que la substance brûle.

Dans le TP, les réactifs sont le carbone et le dioxygène,

et il n'y a qu'un produit : le dioxyde de carbone.

Dans le TP, la réaction s'est arrêtée parce qu'il n'y avait plus d'un des réactifs : le dioxygène.

III COMBUSTION DU BUTANE ( GAZ D'UN BRIQUET )

On place un récipient en verre au-dessus de la flamme d'un briquet.

Sur les parois se forment : -- de la buée : c'est de la vapeur d'eau.

-- un dépôt noir : c'est du carbone.

Lors de cette réaction, les réactifs butane et dioxygène réagissent

et se transforment en produits : eau et carbone.

Le bilan est donc : butane + dioxygène eau + carbone.

IV DANGER : LES COMBUSTIONS INCOMPLETES

Lorsqu'il n'y a pas assez ( ou plus assez ) de dioxygène ( pièce fermée, mal aérée ), la combustion

continue mais il se forme aussi du monoxyde de carbone qui est un gaz très toxique et qui en plus est

invisible et inodore ( ce type de combustion est dite "incomplète" ).

Chaque année, on dénombre plusieurs morts en France, à cause principalement de chaudières à gaz mal aérées.

Rq : les fumées qui se dégagent lors de certaines combustions ne sont pas des gaz,

elles sont constituées d'une multitude de micro-particules solides en suspension.

p 4

On dit qu'une réaction chimique a lieu lorsque des substances se transforment

en d'autres substances, différentes.

La combustion d'une substance est sa réaction chimique avec le dioxygène.

On peut représenter cette réaction de la manière suivante ( c'est le . " bilan " . de la réaction ) :

carbone + dioxygène dioxyde de carbone

réactifs produit

symbolise la transformation / réaction

et se lit "donne"

EXERCICES CHAPITRE 2 cours de M. Fillodeau

TP chapitre 3 UTILISATION DES MODELES MOLECULAIRES

I Quelques constructions

1) A l'aide des modèles moléculaires, construire une molécule de dihydrogène, une molécule de dioxygène, une molécule d'eau, et

une molécule de dioxyde de carbone.

2) -- Construire une molécule de monoxyde de carbone ( constituée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène ).

-- Construire une molécule de méthane ( de formule CH4 , constituée d'un atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène ).

II Conservation des atomes

La formule du carbone est C

( le carbone est constitué d'une multitude d'atomes disposés les uns à côté des autres, et non pas de molécules ;

sa formule est simplement celle d'un atome de carbone )

Avec les modèles moléculaires, on représente le carbone par :

les molécules de dioxygène par :

et les molécules de monoxyde de carbone par :

Considérons la réaction dont le bilan est : carbone + dioxygène monoxyde de carbone

Le but est de répondre à la question suivante :

combien d'atomes de carbone et de molécules de dioxygène faut-il au minimum pour former des molécules

de monoxyde de carbone, sachant que tous les atomes doivent être réutilisés ( et qu'on ne doit former que

des molécules de monoxyde de carbone ) ?

1) Montrer que c'est impossible si on ne prend qu'un atome de carbone et qu'une molécule de dioxygène

faire un dessin et expliquer

2) Que faut-il alors faire ? faire un dessin et expliquer

3) En déduire l'équation-bilan de la réaction.

III Autres exemples

1) On considère la réaction dont le bilan est : méthane + dioxygène dioxyde de carbone + eau

Combien de molécules de méthane CH4 et de molécules de dioxygène O2 faut-il au minimum pour former uniquement des

molécules de dioxyde de carbone CO2 et d'eau H2O ? Chercher avec les modèles moléculaires puis écrire l'équation-bilan.

2) Même question pour la réaction suivante : éthane (C2H6) + dioxygène (O2) carbone (C) + eau (H2O).

EXERCICE 2

1) Le méthane est un gaz qui brûle dans le dioxygène :

il se forme alors du dioxyde de carbone et de l'eau.

a) Quels sont les réactifs et les produits de cette réaction ?

b) Cette réaction est-elle une combustion ? Expliquer.

c) Ecrire le bilan de cette réaction.

d) Expérimentalement, comment fait-on pour montrer que

du dioxyde de carbone se forme ?

2) En chauffant fortement du calcaire, la réaction suivante a lieu :

calcaire chaux + dioxyde de carbone

a) Quels sont les réactifs et les produits de cette réaction ?

b) Cette réaction est-elle une combustion ?

EXERCICE 3

Les dimensions d'une chambre sont, en mètres : 4 x 3 x 2,5

( surface au sol : 4m x 3m et 2,5m de hauteur ).

1) a) Quel est le volume d'air contenu dans cette chambre ?

b) Calculer les volumes de dioxygène et de diazote.

2) Un radiateur à gaz consomme 0,8m3 de dioxygène à l'heure :

au bout de combien de temps tout le dioxygène de la chambre

sera-t-il consommé ?

3) Pourquoi ne faut-il pas laisser fonctionner un tel appareil dans

une chambre hermétiquement fermée ( sans parler du fait qu'à

un moment il n'y aura plus de dioxygène ) ?

Quelles précautions doit-on prendre pour l'utiliser ?

EXERCICE 1

1) On fait brûler du butane : est-ce une réaction chimique ? Expliquer.

2) On dissout du sucre dans de l'eau : est-ce une réaction chimique ? Expliquer.

3) Quand du verglas se forme sur la route, est-ce une réaction chimique ? Expliquer.

4) a) On fait brûler une bougie dans un récipient fermé : que se passe-t-il et pourquoi ?

b) Pourquoi la réaction s'arrêtera-t-elle si la bougie brûle dans une maison ?

p 5

chapitre 3 ATOMES ET REACTIONS CHIMIQUES

I ATOMES ET MOLECULES

1) LES ATOMES : UNE THEORIE ?

Lors d'une réaction chimique, les substances qui réagissent se "transforment" en des substances complètement différentes (les produits).

Ce phénomène fut une énigme pendant des millénaires puis, au début du XIXème

siècle ( en se basant sur les idées de Démocrite,

un grec né au 5ème

siècle avant JC ), on a imaginé que :

toutes les substances sont constituées de petites particules : les atomes (assemblés en molécules), qui lors d'une

réaction se séparent et se réassemblent de manière différente pour former de nouvelles molécules, celles des produits.

Ça "fonctionne" simplement comme des LEGO !

Ce n'est plus une théorie aujourd'hui mais une certitude car on a pu observer des atomes avec des microscopes de haute technologie

(à partir de 1986).

2) LES DIFFERENTS ATOMES

Il existe une centaine d'atomes différents.

On peut se les représenter comme des boules dont le diamètre est très petit ( de l'ordre du dixième de milliardième de mètre : 10 –10

m ).

Chaque atome est caractérisé par son diamètre, sa masse, un nom et un symbole exemples :

En classe, pour les différencier, on utilisera des petites boules de couleurs différentes : -- blanches pour les atomes d'hydrogène

-- noires pour les atomes de carbone

-- bleues pour les atomes d'azote

-- rouges pour les atomes d'oxygène.

3) MOLECULES

. Une molécule est un groupe d'atomes liés entre eux. .

Exemples

la molécule de dihydrogène est constituée de deux

atomes d’hydrogène.

la molécule de dioxygène est constituée de deux atomes

d’oxygène.

la molécule d’eau est constituée de deux atomes

d’hydrogène et d’un atome d’oxygène.

la molécule de dioxyde de carbone est constituée d’un

atome de carbone et de deux atomes d’oxygène.

Rq : quand ils se lient, les atomes "s'écrasent" un peu.

Chaque molécule peut-être représentée par une formule : on écrit à la suite les symboles des atomes qui la constituent

suivis, pour chacun, du nombre d’atomes correspondant.

Remarques : - les nombres sont écrits petits, en bas et à droite de chaque symbole.

- les nombres 1 ne sont jamais écrits.

Exemples : - la formule de la molécule d’eau est : H2O

- la formule de la molécule de dihydrogène est : H2

- la formule de la molécule de dioxygène est : O2

- la formule de la molécule de dioxyde de carbone est : CO2

Exercice : la formule de la molécule de monoxyde de carbone est CO. Que signifie cette formule ?

NOM hydrogène carbone azote oxygène

SYMBOLE H C N O

DIAMETRE en milliardième de mètre 0,05 0,14 0,13 0,12

MASSE en millième de milliardième

de milliardième de gramme 0,0017

0,020

0,023

0,027

p 6


II EQUATION-BILAN D'UNE REACTION

1) EXEMPLE, AVEC UTILISATION DES MODELES MOLECULAIRES

Considérons la réaction dont le bilan est : eau dihydrogène + dioxygène .

Relire le I 1)

question : combien de molécules d'eau faut-il au minimum pour former des molécules (complètes)

de dihydrogène et de dioxygène ?

il faut deux molécules d'eau au minimum (une seule ne suffit pas)

pour simplifier, on utilise l'écriture suivante :

2 ( H2O ) 2 ( H2 ) + O2 .

c'est l'équation-bilan de cette réaction, qui se lit :

" deux molécules d'eau réagissent et "donnent" deux molécules de dihydrogène

et une molécule de dioxygène ".

Rq : les parenthèses ne sont pas nécessaires.

2) CONSERVATION DES ATOMES

a) Règles importantes

On s’est rendu compte que :

L'équation-bilan doit respecter cette règle, par conséquent :

b) Exemple détaillé

voir II du TP

3) SIGNIFICATION

L'équation-bilan d'une réaction donne le nombre minimum de molécules qui doivent réagir pour respecter la règle de conservation des atomes.

L'équation-bilan représente LA transformation qui a lieu un très grand nombre de fois lors d'une réaction.

Pour l’exemple : 2 ( H2O ) 2 ( H2 ) + O2

l'équation-bilan montre que les molécules d’eau réagissent deux par deux,

ce qui permet aussi de savoir ce qui va se passer avec n'importe quelle quantité initiale :

-- si on déclenche la réaction dans un récipient contenant 16 molécules d’eau, cette transformation aura lieu 8 fois.

-- dans une goutte d'eau qui contient 1000 milliards de milliards de molécule d'eau ,

la transformation aura lieu 500 milliards de milliards de fois !

-- si le récipient contient 15 molécules d’eau, cette réaction aura lieu 7 fois

et il restera une molécule d'eau qui ne réagit pas.


p 7

+ ++

avant r éac t ion apr ès r éac t ion

lors d'une réaction, tous les atomes des molécules qui réagissent

sont réutilisés pour former les produits

( aucun ne reste, seul, après réaction ).

il doit y avoir autant d'atomes de chaque sorte à gauche et à droite de la flèche.

4) COMMENT TROUVER DIRECTEMENT L'EQUATION-BILAN D'UNE REACTION ?

Reprenons l'exemple : eau dihydrogène + dioxygène

1ère

étape :

on réécrit le bilan avec les formules des molécules :

H2O H2 + O2

attention : ce n'est pas l'équation finale !!!

La règle de conservation des atomes doit être respectée, et ce n'est pas le cas avec :

H2O H2 + O2

2 atomes H 2 atomes H

1 atome O 2 atomes O

2ème

étape :

Il faut alors "équilibrer" cette équation en prenant plus de certaines molécules

pour avoir autant d'atomes d'oxygène à gauche et à droite de la flèche, on écrit :

2 ( H2O ) H2 + O2


2 atomes O 2 atomes O

mais les atomes d'hydrogène posent alors problème et il faut écrire :

2 ( H2O ) 2 ( H2 ) + O2



on obtient alors l'équation-bilan "équilibrée" :

2 ( H2O ) 2 ( H2 ) + O2

5) AUTRE EXEMPLE : COMBUSTION DU METHANE

Dans certaines conditions, le méthane ( de formule CH4 ) réagit avec le dioxygène pour donner du

dioxyde de carbone et de l'eau : écrire ( directement ) l'équation-bilan de cette réaction.

la solution est : CH4 + 2 ( O2 ) CO2 + 2 ( H2O )

a) Raisonnement

les réactifs sont le méthane ( CH4 ) et le dioxygène ( O2 ).

les produits sont le dioxyde de carbone ( CO2 ) et l'eau ( H2O ).

alors on écrit ( 1ère

étape ) : CH4 + O2 CO2 + H2O

puis on équilibre :

. CH4 + O2 CO2 + H2O

1 atome C 1 atome C


2 atomes O 2 + 1 = 3 atomes O


p 8

il faut autant d'atomes d'hydrogène à gauche et à droite :

CH4 + O2 CO2 + 2 ( H2O )

1 atome C 1 atome C


2 atomes O 2 + 2 = 4 atomes O

il faut autant d'atomes d'oxygène à gauche et à droite :

CH4 + 2 ( O2 ) CO2 + 2 ( H2O )

1 atome C 1 atome C



b) Questions supplémentaires

L’équation-bilan étant CH4 + 2 ( O2 ) CO2 + 2 ( H2O )

1 - Si 3 molécules de méthane réagissent, combien de molécules de dioxygène réagissent, et combien

de molécules de dioxyde de carbone ( CO2 ) et d'eau ( H2O ) se forment ?

2 - On déclenche la réaction dans un mélange initial contenant 10 molécules de méthane et 10 molécules

de dioxygène : -- combien de ces molécules réagissent ?

-- combien de molécules de dioxyde de carbone et d'eau se forment ?

réponses : d'après l'équation-bilan, il y aura toujours

-- deux fois plus de molécules O2 qui réagissent que de molécules CH4 qui réagissent

-- autant de molécules CO2 qui se forment que de molécules CH4 qui réagissent

-- deux fois plus de molécules H2O qui se forment que de molécules CH4 qui réagissent

donc :

1 - si 3 molécules CH4 réagissent, 2 x 3 = 6 molécules O2 réagissent,

et il se forme 3 molécules CO2 ainsi que 6 molécules H2O

2 - les 10 molécules O2 réagissent, 5 molécules CH4 réagissent ( et 5 resteront après réaction ),

et il se forme 5 molécules CO2 ainsi que 10 molécules H2O.

ce deuxième exemple est difficile, les exercices de collège s'inspireront plutôt du premier.

III CONSERVATION DE LA MASSE

1) EXPERIENCE

Dans un récipient fermé, on mélange du calcaire ( solide blanc ) et de l’acide chlorhydrique ( liquide ).

On pose l'ensemble sur une balance pour en mesurer la masse.

Les deux substances réagissent instantanément et il se forme, entre autres, du gaz dioxyde de carbone

( qui reste dans le récipient fermé ).

Quand la réaction s’arrête ( lorsqu’il n’y a plus de calcaire ), on mesure à nouveau la masse :

elle n'a pas changé.

2) EXPLICATION

La masse d’une substance est égale à la masse de tous ses atomes.

Lors d’une réaction, on ne perd pas d’atomes ( ils sont tous réutilisés ), donc on ne perd pas de masse :

la masse des produits qui se forment est égale à celle des réactifs qui ont disparu.

. Au cours d’une réaction chimique, la masse totale se conserve. .


p 9


EXERCICE 2

Lors d’une réaction, l’éthanol ( en brûlant ) se

transforme en eau et en dioxyde de carbone.

La découverte des atomes a permis de comprendre

ce phénomène : explique.

(voir l'exercice 1 pour les représentations des molécules)

EXERCICE 3

1) a) Que contient la molécule de formule C10H16

b) Que contient la molécule de formule C8H10O2N4

c) Que contient la molécule de formule H3PO4 ,

P étant le symbole de l’atome de phosphore ?

2) a) Donner la formule de la molécule du sucre

qui contient 12 atomes de carbone, 22 atomes

d’hydrogène et 11 atomes d’oxygène.

b) Donner la formule de la molécule d’acide

nitrique qui contient 1 atome d’hydrogène,

1 atome d’azote et 3 atomes d’oxygène.

EXERCICE 1

1) Qu’est-ce qu’un atome ?

2) Parmi les schémas en 3 dimensions suivants, lesquels représentent

des molécules ? Que représentent les autres ? Expliquer.

3) a) Quels atomes contient chaque molécule de la question 2 ?

b) Donne les formules de ces molécules.

4) a) Quel nom a-t-on donné aux molécules suivantes :

b) Dessine une molécule de diazote.

3) Lors d’une réaction, le méthanol peut se transformer en eau et en

dioxyde de carbone. La découverte des atomes a permis de

comprendre ce phénomène : explique.

4) Dessine une molécule de diazote.

molécule 1

molécule 2

chlore

acide méthanoïque

éthanol

soufre

ammoniac

EXERCICE 4

Rappelle la règle de conservation des atomes lors

d’une réaction chimique ,

puis équilibre les équations suivantes ( aucune

justification demandée ) :

a) C + O2 CO

b) C + CO2 CO

c) C + O2 CO2

d) C7H12 + O2 C + H2O

e) CH4 + H2O CO + H2

f) H2 + Cl2 HCl

g) CuO + C Cu + CO2

h) FeO Fe3O4 + Fe

i) Al2O3 + C + Cl2 AlCl3 + CO

Important :

Cl est le symbole de l’atome de chlore,

Cu est le symbole de l’atome de cuivre,

Fe est le symbole de l’atome de fer,

Al est le symbole de l’atome d’aluminium.

EXERCICE 5

Le charbon, de formule C ( c’est du carbone ), peut, dans certaines

conditions, réagir avec un oxyde de fer de formule Fe2O3 .

Il se forme alors du monoxyde de carbone et du fer.

1) Combien y a-t-il d’atomes dans une molécule de formule Fe2O3 ?

Quels sont les différents types d’atomes constituant cette molécule ?

2) Quelle est la formule du monoxyde de carbone ?

3) a) Quels sont les réactifs et les produits de cette réaction ?

b) Ecrire l’équation-bilan de cette réaction.

Remarque : la formule du fer qui se forme est Fe.

4) Quand la réaction s'arrêtera-t-elle ?

5) a) Combien d’atomes de carbone réagissent si une molécule

d’oxyde de fer réagit ?

b) Même question si cinq molécules d’oxyde de fer réagissent.

Et dans ce cas, combien de molécules de monoxyde de carbone et

d’atomes de fer se forme-t-il ?

c) Un industriel fabrique du monoxyde de carbone ( CO ) à l’aide de

cette réaction. Un client lui commande 30 milliards de

molécules de monoxyde de carbone : combien doit-t-il acheter

d’atomes de carbone ( C ) et de molécules d’oxyde de fer ( Fe2O3 )

pour les faire réagir et honorer cette commande ?

EXERCICE 6

La combustion du sulfure d’hydrogène, de

formule H2S , donne du soufre ( de formule S )

et de l’eau.

1) Quels sont les réactifs et les produits de cette

réaction ?

2) Ecrire l’équation-bilan de cette réaction.

p 10

EXERCICE 7

1) Avec la réaction dont le bilan est le suivant :

méthane + dioxygène carbone + eau

pour faire complètement réagir 10g de méthane,

il faut 20g de dioxygène. Et il se forme 7,5g de carbone.

a) Recopie et complète le texte suivant :

Lors d’une réaction, la masse totale ………………… puisque tous

les …………. des molécules des réactifs sont …………….. pour

former les ……………. des ……………

Ici, la masse du …………… et celle du …………… qui ont réagi

sont donc forcément égales à celles du …………… et …………….

b) Quelle masse d’eau s’est-il formé ? Pose le calcul et explique.

2) La combustion de 4,7g de fer ( Fe ) donne 5,9g d’oxyde de fer ( Fe2O3 )

a) Ecrire le bilan puis l’équation-bilan de cette réaction.

b) Quelle masse de dioxygène a réagi lors de cette réaction ?

chapitre 4 ENERGIE cours de M. Fillodeau

I QU'EST-CE QUE L'ENERGIE ?

exemples : -- un footballeur possède de l'énergie car il peut faire bouger un ballon.

-- le bois possède de l'énergie : quand il brûle, il nous réchauffe.

-- une pile.

-- une bougie.

Ces exemples ne sont pas obligés de "fonctionner" pour avoir de l'énergie (le footballeur peut rester immobile

et la pile neuve peut rester dans son emballage) : ce qui compte, c'est qu'ils en soient capables.

On parle de plusieurs types d'énergie comme :

-- l'énergie mécanique que possède un corps du fait de son mouvement ( pied du footballeur )

-- l'énergie thermique

-- l'énergie électrique

-- l'énergie lumineuse

-- l'énergie chimique ( cas du bois, de la bougie et de la pile : voir II )

-- l'énergie nucléaire ( non étudiée cette année ).

. L'énergie se mesure en joules ( J ). .

Autres unités possibles (cas particuliers) : calorie , kW.h ("kilowattheure").

. Dans un exercice, la "source" d'énergie est l'objet ou la matière dont on exploite l'énergie. .

Le soleil, le vent, le bois (qui repousse), l’eau d’un barrage (qui revient après les pluies) sont des

sources d’énergie renouvelable.

Une pile, une bougie, le pétrole, l’uranium des centrales nucléaires, ne le sont pas.

II ENERGIE CHIMIQUE

Quand deux atomes sont liés dans une molécule, ils se "retiennent" l'un l'autre : chacun influe donc sur le mouvement de l'autre et par conséquent, ils possèdent de l'énergie ( cas ).

Cette énergie étant spécifique aux liaisons chimiques, on l'appelle "énergie de liaison" ou "énergie chimique".

Lors d'une réaction, les liaisons atomiques des molécules se cassent et celles des produits se forment :

l'énergie chimique des réactifs devient l'énergie chimique des produits.

Important : la température augmente souvent lors d'une réaction et si c'est une combustion, de la lumière

est produite ( ce qui montre aussi, d'ailleurs, que les molécules ont de l'énergie : cas et ) :

une partie de l'énergie chimique des réactifs devient aussi de l'énergie thermique (et lumineuse).

L'énergie des piles est chimique.

En effet, elles contiennent des substances qui, en réagissant chimiquement, provoquent le passage d'un

courant électrique dans le circuit fermé où elles se trouvent ( le fonctionnement étant compliqué, il ne sera

pas étudié au collège ).

On dit qu'elles "convertissent" leur énergie chimique en énergie électrique : sujet de la page suivante.

. A RETENIR : qui dit molécule ou réaction dans un exercice, dit énergie chimique . cas du bois qui brûle. p 11

Quelque chose possède de l'énergie s'il peut : -- modifier le mouvement d'un objet

et/ou -- élever la température d'un objet

et/ou -- faire passer un courant dans un circuit électrique

et/ou -- produire de la lumière.

Une source d’énergie est dite renouvelable si elle se renouvelle naturellement et assez rapidement

pour être considérée comme inépuisable à l'échelle d'une vie humaine.

III TRANSFERTS ET CONSERVATION DE L'ENERGIE

1) CONSERVATION

Lorsqu'un objet perd de l'énergie, elle est toujours entièrement récupérée par d'autres : on dit qu'elle "se conserve"

( principe admis par les physiciens ) et qu'il y a eu un "transfert" d'énergie entre ces objets.

Lors de ces transferts, l'énergie est souvent "convertie" d'un type à d'autres.

2) EXEMPLE

Prenons l'exemple de ce que devient l'énergie chimique lors d'une réaction ( relire le II de la page 11 ), avec

la combustion du bois dont le bilan est : bois + dioxygène carbone + eau + dioxyde de carbone

cela peut se résumer sur un schéma du type :

dans cet exemple :

-- l'énergie des réactifs est transférée aux produits, et à l'environnement (qui "reçoit" énergies thermique et lumineuse)

-- une partie de l'énergie chimique est convertie en énergie thermique et lumineuse

-- et puisque l'énergie se conserve :

énergie chimique des réactifs = énergie chimique des produits + énergie thermique + énergie lumineuse

3) CONVERTISSEURS ET SCHEMAS DE TRANSFERTS D'ENERGIE

Les transferts d'énergie se font souvent par l'intermédiaire d'appareils appelés "convertisseurs d'énergie".

On représente alors ces transferts sur des schémas où le convertisseur est entouré au centre,

avec les objets encadrés de chaque côté qui échangent de l'énergie.

exemple 1 : schéma de transferts d'énergie d'une pile

On peut l'exploiter en utilisant les termes suivants :

-- les réactifs sont la "source d'énergie", et c'est une source d'énergie chimique.

-- les réactifs "fournissent" de l'énergie chimique à la pile,

la pile "reçoit" cette énergie et la transfère en partie aux produits, le reste étant converti en énergies

électrique et thermique qui sont transférées au circuit et au milieu extérieur.

-- le milieu extérieur, c'est tout ce qui entoure le convertisseur . le sol et l'air environnants généralement.

une pile chauffe toujours un peu, d'où la présence de l'énergie thermique ici.

exemple 2 : schéma de transferts d'énergie d'un alternateur

dans le cas d'un barrage hydroélectrique :

cet alternateur convertit l'énergie mécanique qu'il reçoit en énergie électrique pour EDF

et en énergie thermique "libérée" dans le milieu extérieur.

l'eau est la source d'énergie, elle fournit de l'énergie mécanique à l'alternateur.

conservation de l'énergie ici : énergie mécanique = énergie électrique + énergie thermique


R E A C T I O N

énergie chimique des réactifs bois et

dioxygène

énergie chimique des produits

énergie thermique

énergie lumineuse

réactifs

milieu extérieur

énergie chimique

énergie thermique

circuit électrique énergie électrique

PILE produits énergie chimique

Quand un aimant bouge à proximité d'un fil électrique, cela créé un courant électrique dans ce fil.

Un alternateur est un appareil qui produit de l'électricité selon ce principe.

On fait tourner l'aimant qu'il contient grâce à la force humaine dans les lampes de poche avec une manivelle

ou grâce au mouvement de l'eau dans les barrages hydroélectriques d'EDF.

Il y a toujours des frottements au niveau des parties tournantes d'un alternateur et donc il chauffe toujours un peu.

milieu extérieur

énergie mécanique

énergie thermique

EDF énergie électrique

ALTERNATEUR eau

p 12

4) CHAINE ENERGETIQUE

IV PRODUCTION , CONSOMMATION , PERTES ET ENERGIE UTILE

. Un convertisseur consomme un certain type d'énergie et la convertit pour produire un autre type d'énergie. .

La partie de l'énergie réellement utilisée (par l'homme) après un convertisseur est dite utile.

Le reste, ce sont des pertes énergétiques : il s'agit bien souvent de l'énergie thermique libérée dans le

milieu extérieur, inévitable et perdue pour l'homme.

V PUISSANCE

La notion de temps est importante quand on parle d'énergie.

En effet, une certaine quantité d'énergie fournie à un objet n'a pas les mêmes effets sur ce dernier si

elle lui est délivrée rapidement ou lentement.

Par exemple : en 1 minute, 65000 J fournis à l'eau contenue dans un verre la feront bouillir

alors qu'en 3 heures, l'eau se maintiendra légèrement tiède.

Pour l'exemple précédent, l'énergie fournie à l'eau est 65000 J dans les deux cas mais la puissance est 65000 ÷ ( 60s ) ≈ 1083 J/s = 1083 W ou 65000 ÷ ( 3 x 3600s ) ≈ 6 W

un appareil de chauffage capable de faire bouillir de l'eau doit pouvoir fournir la bonne puissance.

On parle aussi de puissance produite, puissance consommée, puissance utile et puissance perdue.

Pour l'exemple de l'alternateur page 12 : -- l'énergie mécanique est consommée,

-- les énergies électrique et thermique sont produites.

-- pour l'homme, l'énergie électrique est l'énergie utile et l'énergie thermique est perdue.

La puissance P est donnée par la formule

C'est une grandeur qui tient compte de avec les unités suivantes :

la "dilution" de l'énergie dans le temps.

Dans les calculs scientifiques, l'énergie est en joules et le temps en secondes, par conséquent

la puissance s'exprime en joule par seconde ( J/s ) ou plus simplement en watts, avec 1 W = 1 J/s.

P = = E

t temps

énergie

W

J

s

P = E

t

TP CHAPITRE 4 ENERGIE THERMIQUE LIBEREE LORS D'UNE REACTION

1) Dans un tube à essais, prenez la température d'une solution bleue de sulfate de cuivre et notez-là sur votre feuille.

2) Ajoutez un peu de poudre de zinc grise dans le tube, et notez vos observations après quelques minutes.

Appelez le professeur pour vérifier.

3) a) Qu'est-ce qui prouve qu'une réaction chimique a bien eu lieu ici ? b) Quels en sont les réactifs ?

c) Ecrire le bilan de la réaction sachant que : -- la substance marron-noire qui se forme est du cuivre.

Rq : le cuivre est orange quand il est sous forme plus compacte, dans un métal.

-- le sulfate de zinc, incolore, est le deuxième produit de cette réaction.

d) La réaction finit par s'arrêter : pourquoi ? A quoi le voit-on ?

4) Faire deux schémas du tube : au tout début de la réaction ( avec la solution bleue et le zinc gris )

puis à la fin ( après les quelques minutes de repos ). Respectez bien les couleurs !

-- Sur le premier schéma, mettez le titre "au début", indiquez la température initiale (sans dessiner le thermomètre),

puis placez les légendes suivantes : "sulfate de cuivre" , "zinc".

-- Sur le deuxième, vous mettrez le titre "à la fin", indiquerez la température maximum obtenue, et placerez les

légendes "sulfate de zinc" et "cuivre". Attention : le sulfate de zinc est dissous dans l'eau.

5) a) Quelle observation faite lors de cette expérience prouve que le zinc et le sulfate de cuivre ont de l'énergie ?

b) Que devient l'énergie chimique des réactifs lors de cette réaction (faire une phrase ou un schéma).

p 13

une "chaîne énergétique" est un schéma de transferts d'énergie qui contient

plusieurs convertisseurs ( voir exercice 5 ).


figure 1

figure 3

L

L

L

1

3

2

+-

chapitre 5 CIRCUITS ELECTRIQUES ( RAPPELS DE 5EME

) cours de M. Fillodeau

I COURS

Schématisation d’un circuit électrique .

Nature du courant

Au départ, les scientifiques ont pensé que, dans un circuit fermé, le courant devait être une circulation de petites particules.

Au hasard, ils ont imaginé qu'elles se déplaçaient de la borne positive vers la borne négative du générateur : dans le sens qu'ils ont appelé le sens "conventionnel" du courant.

Ils avaient raison, ces particules sont des "électrons", sauf pour le sens…

Mais par habitude, on dit toujours que le courant circule dans le sens conventionnel du courant, et c'est ce sens

qu'on vous demandera de représenter sur les schémas des exercices, même si on sait que ce n'est pas le bon.

Rq: les électrons sont l'une des trois particules qui constituent les atomes ( avec les protons et les neutrons ) : programme de troisième.

Montages en série

exemple :

Montages avec dérivations ( ou en "parallèle" )

Dans un montage avec dérivations, le courant peut emprunter plusieurs

chemins ( ou "boucles" ) pour relier une borne à l'autre du générateur.

Il comporte aussi plusieurs points de jonction ( comme A et B ), appelés "nœuds".

Rq : si la lampe L1 grille, L2 éclaire toujours car la boucle 2 forme toujours un circuit fermé.

Courts-circuits : dans un simple fil électrique, les électrons peuvent se déplacer facilement. Un appareil électrique, lui, résiste

toujours plus ou moins au passage du courant et cette "résistance" est toujours bien supérieure à celle, quasi nulle, d'un fil.

Dans un circuit, court-circuiter un appareil consiste à rajouter un fil entre ses bornes, ainsi, le courant passera intégralement dans le

fil (quasiment) et l'appareil ne fonctionnera plus. Le but est de pouvoir couper l'alimentation d'un appareil sans arrêter celle des autres.

Dans l'exemple qui suit, L2 a été court-circuitée et elle n'éclaire plus, mais L1 éclaire toujours.

Rq : ne jamais court-circuiter un générateur car sans résistance dans le circuit, il délivrera

un courant très fort ce qui le "cassera" s'il n'est pas protégé contre ce genre d'incident.

II EXERCICES ET TRAVAUX PRATIQUES

1) a) Schématiser le circuit de la figure 1, la lampe n'éclairant pas.

b) L’interrupteur est-il ouvert ou fermé ?

2) a) Schématiser le circuit de la figure 2.

b) S'agit-il d'un circuit en série ou d'un circuit avec dérivations ?

c) Réaliser ce montage puis appeler le professeur pour vérification.

3) a) Schématiser le circuit de la figure 3 , les lampes L1, L2 et L3 étant "allumées".

b) Repasser les boucles sur votre schéma ( avec différentes couleurs ).

c) L’interrupteur est-il ouvert ou fermé ?

d) S'agit-il d'un circuit en série ou d'un circuit avec dérivations ?

e) Réaliser ce montage puis appeler le professeur pour vérification.

f) Dévisser la lampe L2 : L1 et L3 éclairent-elles encore ?

Pourquoi ? expliquer à l'aide des boucles.

g) Sur votre feuille, écrire simplement les trous, dans l'ordre :

Dans le circuit de la figure 3, les lampes L2 et L3 sont montées "l'une au-dessus de l'autre",

elles sont donc montées en ………………… l’une par rapport à l’autre.

Les lampes L1 et L2 , elles, sont montées "l'une à côté de l'autre", elles sont donc montées

en ………………… l'une par rapport à l'autre.

4) Indiquer, si possible, le sens du courant sur vos schémas représentés aux 1) a) , 2) a) , et 3) a).

5) a) Recopier le schéma de la figure 4 et repasser les boucles ( avec différentes couleurs ).

b) Un interrupteur placé au point A permettrait d'éteindre et allumer quelle(s) lampe(s) ?

expliquer à l'aide des boucles.

c) Réaliser ce montage ( avec l’interrupteur ) puis appeler le professeur pour vérification.

d) Placer un point B sur votre schéma, où il faudrait placer l’interrupteur pour qu’il permette

d’éteindre et allumer les lampes L2 et L3 , L1 restant éclairée en permanence.

e) Placer un point C sur votre schéma, où il faudrait placer l’interrupteur pour qu’il permette

d’éteindre et allumer toutes les lampe à la fois.

lampe ou

interrupteur

fermé

pile +

interrupteur

ouvert

figure 2

+-

Dans un montage en série, les appareils sont placés les uns

à la suite des autres, ne formant qu'une seule "boucle".

Rq : si une lampe est "grillée", le circuit est ouvert et l'autre lampe

n'éclaire plus.

p 15

+

L 1 L 2

+

L 1

L 2

A Bboucle 1

boucle 2

+

sens

conventionnel

+L1

L3

L2

A

figure 4

L2L1

V

V

+

COM

L1L2

chapitre 6 TENSION ELECTRIQUE cours de M. Fillodeau

I NOTION ET MESURE DE TENSION

Il existe plusieurs types de piles. Chaque type est caractérisé par une grandeur électrique

( "grandeur" = quelque chose qui se mesure ) appelée tension, dont l’unité est le volt ( V ).

Exemples : pile plate 4,5 V ; pile cylindrique 1,5 V.

Pour nommer une tension, on utilise la lettre U (le T étant déjà pris pour le temps) : U = 4,5 V par exemple.

Pour vraiment comprendre ce qu'est une tension électrique, il faut des connaissances mathématiques dépassant celles qu'on acquière au lycée. On ne donnera donc pas de définition ici, on se contentera de dire que :

plus la tension d'une pile est élevée, plus elle est capable de faire passer un courant important dans un circuit .

et ce qui va suivre dans ce chapitre sera à admettre, sans plus d'explications…

Une tension se mesure avec un voltmètre, appareil électronique dont le

symbole est et que l’on branche entre les bornes de la pile

La même expérience faite avec une simple lampe n’indique aucune tension (zéro volt).

Mais,

exemple : le voltmètre mesure ici

la tension entre les bornes de L2

Rq : la tension gravée sur la douille d'une lampe est celle qu'il faut lui

appliquer pour qu'elle fonctionne correctement.

II REGLES D’UTILISATION DU MULTIMETRE

Il faut suivre les points suivants avant de fermer le circuit sur lequel est relié le multimètre ( le générateur est donc éteint ) :

1 - Le courant devra rentrer par la borne V et sortir par la borne COM .

2 - L'appareil doit fonctionner en voltmètre et en quatrième, on ne mesurera que des

tensions dites "continues" : il faudra sélectionner un des points de la partie

3 - Pour faire une mesure précise,

il faut choisir le plus petit calibre supérieur à la valeur mesurée.

exemples : -- si on utilise une pile 4,5V on choisira le calibre 20 V.

-- si on utilise une pile 1,5V on choisira le calibre 2 V

Rq : -- un calibre inférieur ne donne aucun résultat et risque de détériorer l'appareil.

-- quand la valeur à mesurer nous est totalement inconnue, on commence par

utiliser le plus gros calibre.

4 - Fermer le circuit pour effectuer la mesure ( = "allumer" le générateur ).

Rq : en fait, extrêmement peu de courant passe par le voltmètre,

donc sa présence ne modifie pas, ne perturbe pas du tout le circuit.

III LOIS DES TENSIONS

1) TENSION AUX BORNES D'UN FIL

Quel que soit le type de circuit, la tension aux bornes d'un fil est nulle .

2) DANS UN CIRCUIT EN SERIE voir TP

La tension entre les bornes d'un ensemble d'appareils électriques montés en série

est égale à la somme des tensions entre les bornes de chacun des appareils.

OFF

600

2000m

2 M

200 k

1 0 ACOMV m A

V

A

V600

~

2

200

20

20 m

10A200 m

20 M

20 k

200

2 k

p 16

+

V

V

dans un circuit fermé, une lampe est " mise sous tension " grâce au générateur,

et il existe alors une tension entre ses bornes que l’on mesure

en branchant un voltmètre en dérivation entre ses bornes.

+

L 1

L 3L 2

3) DANS UN CIRCUIT AVEC DERIVATIONS

exemple : on mesure UG la tension aux bornes du générateur

U1 la tension aux bornes de L1

U2 la tension aux bornes de L2 .

on remarque que UG = U1 = U2 = ………. V

conclusion :

autre exemple :


EXERCICE 1

1) Recopier et compléter le texte suivant : L'unité de la tension est le ………….. On mesure

la tension aux bornes d'un appareil électrique avec un ………………. Cet appareil se branche

en ……………….., le courant devant sortir par sa borne ………….. Son symbole est : ………

2) a) Sur la photo, le point A étant le pôle +, comment doit-on brancher le voltmètre de la page 16

pour mesurer la tension entre les bornes E et F de la lampe ( faire une phrase ).

b) Faire le schéma de ce circuit ( avec le voltmètre ). Rq : le symbole d'une résistance ( le composant entre C et D ) est :

3) Exprime en volts les tensions suivantes : a) centrale électrique : 380 kV b) photopile : 400 mV

4) a) Recopier ce circuit et placer des voltmètres permettant de mesurer les tensions aux bornes de chaque lampe et de la résistance.

b) Les tensions aux bornes de deux de ces appareils sont identiques : lesquelles et pourquoi ?

c) -- la tension aux bornes de la résistance est de 40 V : pour la mesurer, quel calibre doit-on choisir sur un voltmètre dont les

calibres possibles sont 200 mV , 2 V , 20 V , 200 V , et 2 kV.

-- quel autre calibre pourrions-nous aussi utiliser ?

p 17

EXERCICE 4

1) La tension UG aux bornes

du générateur est 6V.

La tension U1 aux bornes

de L1 est 1,5V et U2, celle

aux bornes de L2 est de 4V.

Quelle est la tension UR aux bornes de la résistance ?

Expliquer et poser les calculs.

2) a) Placer la borne COM sur le voltmètre.

b) Quelle est la valeur lue sur le voltmètre ? Expliquer.

+

L1 L3

L2

dans ce cas, U1 = U2 car L1 et L2 sont montées en

dérivation l'une par rapport à l'autre.

par contre UG U1 ; UG U2 ; UG U3 etc.

des appareils électriques montés en dérivation

ont la même tension entre leurs bornes

R

L 1

L 2

EXERCICE 2

1) Quelle(s) tension(s) mesure le

voltmètre sur ce montage ?

2) La tension UG entre les bornes

du générateur est de 12V et la

tension UL aux bornes de la lampe est 4,5V : quelle est la

tension UR entre les bornes de la résistance ? Expliquer.

+

EXERCICE 3

Les trois lampes de ce circuit

sont différentes.

Le voltmètre V1 mesure la

tension U1 , V2 la tension U2 etc.

1) Placer les bornes COM sur tous

les voltmètres (sur cette feuille).

2) Exprimer U4 , U5 , puis U6

en fonction de U1 , U2 et U3 .

3) Si U1 = 2 V , U3 = 3,5 V et U6 = 12 V :

a) que vaut U2 ?

b) que vaut U4 ?

+

V1 V3V2

V4

V6

V5

+

VG

V2

V1

L1

L2

TP CHAPITRE 6 Loi des tensions dans un circuit série cours de M. Fillodeau

On réalise un circuit série avec :

-- un générateur de tension 6V

-- deux lampes différentes L1 et L2 .

( sur votre table, vous disposez

d'une lampe avec les inscriptions 3,5V -- 100mA

et de deux lampes avec les inscriptions 6V -- 100mA ).

1) Pour mesurer des tensions dans ce circuit, quel calibre faudra-t-il choisir sur le voltmètre si on ne veut pas risquer de l'endommager ?

……………………..……………………………………………………………………………………………….………………….

……………..………………………………………………………………………………………………………………………….

………..……………………………………………………………………………………………………………………………….

2) Sur le schéma précédent, rajouter trois voltmètres, chacun permettant de mesurer l'une des tensions suivantes :

U1 , la tension entre les bornes de L1

U2 , la tension entre les bornes de L2

UE , la tension entre les bornes de l’ensemble L1 + L2 (ou du générateur) .

… puis mesurer ces trois tensions l'une après l'autre ( après avoir réalisé le circuit ) à l'aide du seul voltmètre fourni :

U1 = ................... U2 = ................... UE = ...................

vos conclusions : …………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………….………………….

……..……..……………………………………………………………………………………………….………………….

……..……..……………………………………………………………………………………………….………………….

Remarque : en sciences-physiques, dans les expériences, les égalités sont rarement parfaites, car les appareils de mesure ne

donnent pas des valeurs parfaites.

Conclusion ( correction ) :

……………………………………………………………………………………………………………………………….

3) Refaire les mesures de U1, U2 et UE après avoir inversé L1 et L2 . Conclure.

……………………..……………………………………………………………………………………………….………………….

……………..………………………………………………………………………………………………………………………….

……………..………………………………………………………………………………………………………………………….

correction : ……………………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………….………………….

.……………………………………………………………………………………………………………………………….

4) Refaire les mesures de U1, U2 et UE si L1 et L2 sont des lampes identiques. Conclure.

……………………..……………………………………………………………………………………………….………………….

……………..………………………………………………………………………………………………………………………….

……………..………………………………………………………………………………………………………………………….

correction : ………………………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………….….…………….

.…………………………………………………………………………………………………………………………….

p 18

6V

L1 L2

+

OFF

600

2000m

2 M

200 k

1 0 ACOMV m A

V

A

V600

~

2

200

20

20m

10A200m

20 M

20 k

200

2 k

1L

+

2L

chapitre 7 INTENSITE DU COURANT ELECTRIQUE cours de M. Fillodeau

I NOTION ET MESURE D'INTENSITE

Le courant est une circulation d'électrons ( voir chapitre 5 ).

L'intensité du courant en un point d'un circuit dépend du nombre d'électrons qui passent par seconde en ce point :

plus ce nombre est grand, plus l'intensité du courant est grande (et plus une lampe traversée par ce courant éclairera fort).

Une intensité est notée I et son unité est l' ampère ( A ).

Pour mesurer l'intensité du courant en un point d'un circuit, on intercale, en ce point, un ampèremètre ,

dont le symbole est : . L'ampèremètre se monte en série.

exemple : comment mesurer l'intensité du courant au point P dans le montage de la figure 1 ?

figure 1

Rq : la présence d'un ampèremètre ne modifie et ne perturbe pas du tout un circuit.

II REGLES D'UTILISATION DU MULTIMETRE

Attention a bien respecter ces règles pour ne pas endommager l'appareil

( ce qui serait le cas si un courant passait dans le multimètre avec un calibre mal choisi ) :

1 - Ouvrir l'interrupteur du circuit ( = générateur éteint, pour qu’aucun courant ne passe ).

2 - Relier l'ampèremètre sachant que le courant devra sortir par la borne COM

et rentrer par la borne mA ( une borne 10A existe pour les courants importants ).

3 - Choisir d’abord le calibre le plus élevé : 2000 mA

4 - Fermer l'interrupteur du circuit et lire la valeur sur l'ampèremètre.

5 - Ajuster le calibre pour obtenir la valeur la plus précise :

choisir le plus petit calibre supérieur à la valeur mesurée.

exemples : -- si l'intensité est aux environs de 15 mA ( = 0,015 A ), on choisira le calibre 20 mA

-- si l'intensité est aux environs de 500 mA , on restera sur le calibre 2000 mA.

6 - Quand on a terminé, éteindre d'abord le générateur car lorsqu'on éteint l'ampèremètre, on passe par des calibres inférieurs.

III LOIS DES INTENSITES

1) DANS UN CIRCUIT EN SERIE

On mesure l'intensité du courant en plusieurs points ( P, R et S ) du circuit de la figure 1 :

L'intensité du courant est la même en tout point d'un circuit en série .

Rq : si on inverse les positions des lampes,

I a la même valeur que précédemment en tout point du circuit ( = …..…… mA ).

Attention : ne surtout pas prendre un calibre inférieur à la valeur réelle de l'intensité,

cela détruirait un fusible à l'intérieur du multimètre, ce qui le rendrait inutilisable.

L'ampèremètre A1 mesure l'intensité I1 du courant au point P.

L'ampèremètre A2 mesure l'intensité I2 du courant au point R.

L'ampèremètre A3 mesure l'intensité I3 du courant au point S.

on voit que : I1 = I2 = I3 ( = …..…… mA ).

+

A3

A2

A1

p 19

A

1L

+

2LA

COM

2) DANS UNE BRANCHE D'UN CIRCUIT

Une branche est une partie d'un circuit avec dérivations comprise entre deux nœuds.

Dans une branche, les appareils sont forcément montés en série les uns par rapport aux autres, donc

l'intensité du courant est la même en tout point d'une branche.

exemple :

les points P, Q, R et S appartiennent à une même branche, l'intensité du courant y est donc la même.

3) DANS UN CIRCUIT AVEC DERIVATIONS

La loi est la suivante :

cette loi s'appelle la loi des nœuds.

démonstration : voir TP

TP chapitre 7 LOI DES NOEUDS Pour montrer la loi des nœuds, considérons le circuit suivant

1) Sur le schéma de cette feuille :

a) Représenter par des gros points rouges les nœuds du circuit.

b) Indiquer le sens du courant dans tout le circuit.

2)

refaire un schéma et écrire la relation (égalité) qu'il doit y avoir entre les intensités que vous y mesurerez.

3) Appelez le professeur pour vérifier votre travail, puis faire l'expérience et les mesures.

ATTENTION A BIEN UTILISER L'AMPEREMETRE ( voir II page 19 ) .

mes mesures : conclusion :

il y a : -- 2 nœuds : A et B

-- 3 branches


p 20

la somme des intensités des courants qui arrivent à un nœud

est égale à la somme des intensités des courants qui en repartent.

B

+

xP

xS

xR

xQ

A

branche 1

branche 3

branche 2

L1

L2

A l'aide de un ou plusieurs ampèremètres,

comment pourriez-vous vérifier la loi des nœuds dans ce circuit ?

mon schéma : correction

relation entre les intensités mesurées :


EXERCICES CHAPITRE 8

EXERCICE 2

1) L’ampèremètre est-il correctement branché ? Expliquer.

2) a) Quel est le calibre utilisé ?

b) Quelle est l’intensité mesurée ?

3) Le calibre choisi est-il le mieux adapté ? Expliquer.

4) Quel calibre faudrait-il choisir si la valeur mesurée était 1A.

OFF

600

2000m

2 M

200 k

10ACOMV m A

V

A

V600

~

2

200

20

20m

10A200m

20 M

20 k

200

2 k

- 13

EXERCICE 5

1) Représenter les nœuds ( par des gros points ) sur le schéma de cette feuille.

2) Indiquer le sens du courant dans tout le circuit et placer les bornes COM sur les ampèremètres.

3) L'ampèremètre A1 mesure l'intensité I1 , l'ampèremètre A2 mesure l'intensité I2 , etc.

d'après la loi des nœuds, quelles relations existe-t-il entre I1 , I2 , I3 , et I4 ?

4) Si I1 = 0,3 A et I2 = 200 mA : a) quelle est l'intensité au point P ? expliquer.

b) que vaut I3 ?

5) Les lampes L1 , L2 et L4 étant identiques, éclairent-elles de la même manière ?

A 3

A2

A3

A4

L 1

L 2

L 3

L 4

+A1

P

EXERCICE 1

1) Dans un circuit, à quoi sert une résistance ?

Quel autre nom donne-t-on à ce composant ?

2) Dans ta maison, quel appareil électrique

en contient certainement ? Explique.

3) a) Quel calibre du multimètre page 19 faut-il

utiliser pour mesurer une résistance de

300 000 ? Expliquer.

b) Même question pour une résistance de 3000 .

c) Dans un circuit en série, avec laquelle de ces deux

résistances l'intensité du courant serait-elle plus

faible ? Expliquer.

p 21

EXERCICE 4 a) b)

Ecrire les égalités que

l’on peut déduire de la

loi des nœuds dans les

deux cas suivants :

I 1

I2 I 3

I 4

I5

reste du

circuit

I 1

I 2

I 3I 4

EXERCICE 1 Recopier le circuit suivant, en ajoutant :

-- un voltmètre mesurant la tension aux

bornes de L1 .

-- un ampèremètre mesurant l'intensité

du courant traversant L1.

+

L 1

L 2

EXERCICE 3

1) Indiquer le sens du courant sur ce circuit.

2) Pourquoi L2 brille moins que L1 : le courant est-il moins

fort après le passage de chaque lampe ? Expliquer.

3) Que se passe-t-il si on inverse les positions de L2 et de L1.

+

L 1

L 2

EXERCICE 2

On considère le circuit suivant

Les voltmètres mesurent des tensions U1, U2, et U3.

Les résistances des composants sont R1, R2 et R3.

1) a) Si R1 = 10 et I1 = 200 mA , que vaut U1 ?

b) Quel calibre du multimètre page 19 faut-il

utiliser pour mesurer R1 le plus précisément ?

2) a) U3 = 12V : pourquoi ?

b) Si R3 = 30 , que vaut I3 ?

3) a) Pourquoi l'intensité du courant est-elle la même dans R1 et R2 ?

b) U2 = 10 V : pourquoi ?

c) Que vaut R2 ?

4) Que vaut I ? Expliquer.

+12 V

R 1 R 2

R 3

A B

I

I

I 3

1

EXERCICE 3

On relie un conducteur ohmique à un générateur de tension variable,

puis on place un voltmètre pour mesurer la tension U entre ses bornes,

et un ampèremètre pour mesurer l'intensité I du courant qui le traverse.

Pour différentes valeurs de U ( choisies sur le générateur ), on mesure I

et on trace la courbe de U en fonction de I.

1) Faire le schéma du montage permettant d'effectuer les mesures.

2) D'après le graphe :

a) quelle est la valeur de l'intensité quand U = 25 kV ?

b) quelle est la valeur de la tension quand I = 3 A ?

3) Quelle est la valeur de la résistance de ce conducteur ohmique. Expliquer.

Donner la valeur en et en k.

0

25

5

51I IIII I

I en A

U en kV

II

II

II

+

A

chapitre 8 RESISTANCE ELECTRIQUE cours de M. Fillodeau

I PRESENTATION

Le terme "résistance" désigne à la fois :

-- un type de composant électronique, de forme cylindrique, dont le symbole sur un schéma est ,

on les appelle aussi "conducteurs ohmiques" ( ou "résistors" ).

-- une grandeur ( = quelque chose que l'on mesure ), exprimée en ohms ( symbole : ) et notée R , qui caractérise ce type de

composants électroniques comme tout autre appareil électrique.

II INFLUENCE D'UNE RESISTANCE ( LE COMPOSANT ) DANS UN CIRCUIT

On considère le circuit suivant

… puis on rajoute, en série, une résistance

Avec la résistance, la lampe brille moins et la valeur lue sur l'ampèremètre diminue : l'intensité du courant diminue.

Rq : en inversant les positions de la résistance et de la lampe, le résultat est le même

l'intensité, dans un circuit en série, ne dépend pas de la place de la résistance.

On refait l'expérience avec diverses résistances et on note les intensités correspondantes :

résistance R en 15 33 68

intensité I en mA

Important : traversée par un courant, une résistance chauffe beaucoup, ce qui est utilisé pour les radiateurs et les fours.

III MESURE D'UNE RESISTANCE ( LA GRANDEUR )

Comme pour un conducteur ohmique, tout appareil électrique rajouté dans un circuit provoque une baisse de l'intensité du courant :

tous les appareils électriques ont une résistance, le courant y passe moins bien que dans un fil dont la résistance est (quasi) nulle.

On mesure la résistance d'un appareil en le branchant seul aux bornes COM et d'un multimètre réglé sur la fonction ohmmètre.

Pour faire une mesure précise, il faut choisir le plus petit calibre supérieur à la valeur mesurée.

exemple : si la résistance à mesurer est d'environ 15 000 et que les calibres possibles sont 2 k ( = 2000 ), 20 k, 200 k,

2 M ( = 2 000 000 ), et 20 M , on choisira le calibre 20 k ( un calibre inférieur ne donne aucun résultat ).

En classe, on a mesuré la résistance d'une lampe ( moins de 10 ) et d'un générateur ( autour de 500 ).

IV LOI D'OHM .

1) FORMULE

Dans un circuit, si U est la tension entre les bornes d'un conducteur ohmique de résistance R ,

et I l'intensité du courant qui le traverse, alors .

c'est la loi d'Ohm , valable uniquement pour les conducteurs ohmiques.

attention : pour les calculs, il faut mettre U en V ( volt ) , I en A ( ampère ) et R en ( ohm )

2) DEMONSTRATION voir TP .

3) EXEMPLE

si R = 100 et I = 2 A , alors U = R x I = 100 x 2 = 200 V

+

A

U = R x I

p 22

A

V

I I

r est e du c ir cuit

R

dans un circuit, un conducteur ohmique permet de réduire l'intensité du courant

et plus sa résistance est élevée, plus cette intensité est faible.

U = R x I

V A

TP chapitre 8 LOI D'OHM cours de M. Fillodeau

I MONTAGE Réaliser le montage suivant

L'ampèremètre mesure l'intensité I du courant qui traverse la résistance.

Le voltmètre mesure la tension U aux bornes de la résistance.

II MESURES

Le générateur utilisé est un générateur à tension variable, et quand on fait varier sa tension, l'intensité I et la tension U varient.

Le but du TP est de faire ainsi plusieurs mesures de U et I pour voir s'il y a une relation entre ces deux grandeurs.

Le générateur peut délivrer six tensions différentes pour chacune, faire les mesures de U et de I et remplir le tableau suivant :

U (en V) 0

I (en mA) 0

I (en A) 0

---

III PROPORTIONNALITE

1) Montrez, grâce aux mesures du tableau, que U et I sont proportionnelles.

Calculez le coefficient de proportionnalité moyen, celui pour lequel U = coefficient x I , et en prenant I en A.

2) A l'aide d'un multimètre, mesurer la résistance R en ohms du conducteur ohmique ( voir III p 22 ). Qu'en concluez-vous ?

IV REPRESENTATION GRAPHIQUE

Sur du papier millimétré, nous allons maintenant " tracer le graphe de U en fonction de I "

Il s'agit donc d'un graphe où I est en abscisse et U en ordonnée.

Vous prendrez comme échelles : 1 cm = 10 mA pour l'axe des abscisses

et 1 cm = 1 V pour l'axe des ordonnées.

L'axe des abscisses sera sur la longueur de la feuille de papier millimétré fournie.

Important pour la courbe de ce TP : on est sûr ici que quand U = 0 V, I = 0 A (situation quand le générateur est éteint), par conséquent,

la courbe passera obligatoirement par le point de coordonnées ( 0 ; 0 ).

V EXPLOITATION DU GRAPHE

1) La courbe que vous avez tracée montre aussi que U et I sont proportionnelles : pourquoi ( programme de mathématiques ) ?

2)

sur votre graphe, indiquer en rouge le point choisi (qui n'est pas forcément un du tableau de mesures) puis écrire le calcul effectué

pour trouver le coefficient de proportionnalité ( attention : avec I en A ).

VI CONCLUSION ET LOI D'OHM : ce TP montre que la tension U ( en V ) et l'intensité I ( en A ) d'un conducteur ohmique

sont proportionnelles et que le coefficient de proportionnalité ( celui pour lequel U = coefficient x I )

est la résistance R en ohms ( Ω ) de ce conducteur ohmique : U = R X I , c'est la loi d'Ohm. .

p 23

A mA

tableau de conversions

+

A

V

R

On peut aussi déterminer le coefficient de proportionnalité à l'aide du graphe sachant que pour tous les points de la droite,

on a U = coefficient x I (avec le même coefficient pour tous).

Il suffit donc de le calculer avec les coordonnées d'un des points de la droite.

ordonnée

abscisse

REGLES QUAND ON TRACE UN GRAPHE :

-- Choisir des axes et des échelles (simples) tels que la courbe occupe un maximum de place sur la feuille de papier millimétré.

-- Graduer les axes et les nommer en précisant les unités ( ici : "U en V" et "I en mA" ).

-- Les points se font avec des croix.

-- Placer les points en étant précis comme le papier millimétré l'exige : à 1 mm près ( un petit carreau ).

-- Une courbe se trace à la règle (et avec un seul trait) . uniquement . si elle semble être une droite : exemple 1.

On la fait alors passer par un maximum de points ou de telle manière qu'il y ait autant de points au-dessus et en dessous de cette droite.

Dans tous les autres cas, . elle se trace à la main ., sans relier les points de manière "droite" mais plutôt "courbée": exemples 2 et 3.

Les appareils de mesures ne fournissent jamais des valeurs parfaites : on peut donc passer ( légèrement ) à côté de certains points,

le but étant de donner à la courbe l'allure la plus "fluide" possible ( ce qui reflète le plus souvent la réalité ).

+

+++

+

+

+

exemple 2 +

+

+

+

+

++

+

+

+

exemple 1

++

+

++

+

+

++

++

+

exemple 3

chapitre 9 PUISSANCE ET ENERGIE ELECTRIQUES cours de M. Fillodeau

I NOTION DE PUISSANCE

relire le V page 13 et retenir que : avec 1 W = 1 J/s

II PUISSANCE ET ENERGIE ELECTRIQUES

En électricité, on démontre (hors programme) que la puissance en watts consommée par un appareil est aussi :

où U est la tension en volts aux bornes de cet appareil

et I est l'intensité en ampères du courant qui le traverse :

Si la puissance d'un appareil est 200 W par exemple, cela signifie qu'il consomme 200 joules par seconde

et s'il fonctionne pendant 10 secondes, l'énergie qu'il a consommée est . E = P x t . = 200 x 10 = 2000 J.

exemples ( valeurs courantes ) :

four lave linge radiateur grille-pain réfrigérateur TV et ordi lampes économiques chargeur téléphone

3500W 2500W 1000 à 2000W 850W 200W 150W 5 à 25W 5W

EDF utilise une autre unité d'énergie que le joule : le kW.h ( "kilowattheure" ).

dans les calculs, il suffit de convertir les puissances en kW et les temps en heures

Rq : dans les unités, on représente les divisions par des slashs comme dans km h qui se lit "kilomètre par heure"

et on représente les multiplications par des points comme dans kW.h qui se lit "kilowatt heure".

Le courant délivré par EDF n'est pas constant : U et I varient (augmentent, diminuent…). On parle de courant "alternatif" (alternance entre plusieurs valeurs).

Mais ces variations (toujours identiques) sont si rapides que les appareils branchés sur une prise ont

"l'impression" de subir une tension et une intensité constantes qu'on appelle "tension efficace"

et "intensité efficace".

La tension efficace fournie par EDF aux bornes d'une prise est comprise entre 220 et 240V.

Dans une maison,

Comme P = U x I et que U est fixe ( = constante),

plus la puissance P est grande , plus l'intensité I est grande , par conséquent :

plus un appareil est puissant électriquement, plus il "consomme de courant"

et plus son utilisation alourdit la facture EDF. p 24

A V

W

P = U x I

P = U x I

kW.h kW h

J W s

E = P x t

tous les appareils branchés sur une prise "secteur" ( = prise EDF ) ont la même tension efficace : 230V (moyenne).

J

s W

P = = E

t temps

énergie


TP chapitre 9 PUISSANCE ELECTRIQUE

Matériel disponible : -- un générateur de tension constante 6V, des fils, un voltmètre.

-- un ampèremètre . qu'on utilisera avec les bornes 10A et COM et avec le calibre 10A ..

-- quatre lampes portant chacune une inscription : 6V-- 0,1A ; 6V-- 0,3A ; 12V-- 25W ; 12V-- 40W

l'inscription pour la première lampe signifie que si la tension entre ses bornes est de 6V, alors

l'intensité du courant qui la traverse est de 0,1A ( elle ne donne pas d'indication si cette tension est différente de 6V ).

I Première mesure

-- Alimenter . la lampe 6V-0,3A . avec le générateur délivrant la tension 6V.

-- Placer un voltmètre permettant de mesurer la tension U entre les bornes de la

lampe et un ampèremètre pour mesurer l'intensité I du courant qui la traverse.

U = . V ; I = . A

-- Faire un schéma du montage

-- Calculer la puissance de la lampe (écrire d'abord la formule) :

P = . .

II Une même tension, différentes lampes

Refaire les mêmes mesures avec chaque lampe, . la tension du générateur restant sur la position 6V . et remplir le tableau suivant :

Lampe 6V-- 0,1A 6V-- 0,3A 12V-- 25W 12V-- 40W

Tension en V

Intensité en A

Puissance P en W

1) Pourquoi ne trouve-t-on pas 25W et 40W pour les puissances des deux dernières lampes ?

. .

. .

2) On a reproduit ici les situations de la maison : tous les appareils électriques sont alimentés par la même tension (6V au lieu de 230V)

mais ils n'ont pas forcément la même puissance.

expliquer pourquoi les résultats du tableau montrent que "plus un appareil est puissant, plus il consomme de courant".

. .

. .

EXERCICE 1

1) a) Quelle est la puissance d'une lampe qui, aux bornes d'une

pile de tension 6V, est traversée par un courant d'intensité 4A ?

b) Faire un schéma du montage à effectuer pour faire les

mesures de tension et d'intensité du a).

2) a) A la maison, l'intensité efficace du courant qui traverse un

radiateur est de 8,5 A : quelle est la puissance de cet appareil ?

b) Ce radiateur est-il plus performant qu'un radiateur de

puissance 1000W ? Est-il plus économique ? Expliquer.

3) Sur l'ampoule d'une lampe de poche est écrit " 3,5V -- 0,7W "

Quelle est l'intensité du courant qui la traverse si elle est

alimentée par une pile de tension continue 3,5V ?

EXERCICE 2

1) Quelle énergie consomme un robot de 500W fonctionnant

pendant 1h42min ? Donner le résultat en joules et en kW.h

2) a) Quelle est la puissance en watts d'un fer à repasser qui

consomme 0,4 kW.h en 30 minutes ?

b) Un aspirateur de 2 kW consomme 0,3 kW.h :

combien de minutes a-t-il fonctionné ?

3) Un radiateur de 1500W fonctionne pendant un jour entier.

a) Calculer l'énergie qu'il a consommée en kW.h

b) En 2015, le kW.h était facturé 0,09 euros hors taxes HT par

EDF : quelle somme HT a coûté le fonctionnement du radiateur ?

c) Les taxes étant de ~55%, calculer le prix toutes taxes comprises.

EXERCICE 3

Pendant tes vacances de 2015, un voisin est venu tondre ta pelouse. Il a branché sa tondeuse électrique sur une de tes prises.

Aucun autre appareil électrique n'a fonctionné : seule la tondeuse a fait "tourner le compteur" qui indiquait initialement 25168 kW.h

et qui a fini à 25172 kW.h après la tonte qui a duré 3 heures .

Le moteur électrique d'une tondeuse convertit la majeure partie de l'énergie électrique qu'il consomme en énergie mécanique pour faire

tourner la lame, le reste est dissipé par chaleur vers l'extérieur.

1) Faire le schéma de transferts d'énergie du moteur électrique de la tondeuse.

2) Calculer l'énergie électrique consommée par le moteur et le prix TTC que cela a coûté ( voir données de l'exercice 2 ).

3) Quelle est la puissance de la tondeuse ?

4) Le moteur a un rendement de 65% ce qui signifie que 65% de l'énergie consommée est réellement utilisée :

quelles ont été l'énergie utile et l'énergie perdue pendant la tonte du voisin ?

Schéma du montage :

p 25

Documents

cours de M. Fillodeau I MOLECULES ATOMES CORPS ...prof.fillodeau.free.fr/cours_quatrieme/cours_quatrieme...les unes des autres comme dans un liquide. En refroidissant davantage, les