Physique-chimie terminale S : cours, révisions et TS

Cours de tleS sur le bilan d’énergie – Terminale S Soit un système macroscopiquement au repos et déformable. Il faut prendre en compte les travaux des forces dans le bilan énergétique. Objectifs de ce chapitre : Proposer une méthodologie afin d’établir un bilan d’énergie d’un système, faisant intervenir des transferts thermiques et un échange de travail. Cette fiche vient en complément des fiches sur les transferts thermiques, et rappelle quelques-unes des relations rencontrées. Faire le bilan énergétique Définir le système…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS Transferts thermiques – Terminale S – Exercices Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Entre une braise dans le feu et un observateur à deux mètres, on peut envisager un transfert thermique par : Un flux thermique est : Homogène à une énergie. Homogène à une puissance. Exprimé en k.W-1. ….. La résistance thermique est définie : Pour un transfert radiatif. Pour une paroi plane. Par le rapport entre une température et…

Cours de tleS sur les transferts thermiques – terminale S Les objectifs de ce chapitre : Décrire les trois types de transferts thermiques : conduction, convection et rayonnement. Ensuite, pour la conduction, introduire les notions de flux, de résistance et de conductivité thermique. Parler de l’isolation thermique d’une habitation. Modes de transfert thermique On distingue trois modes de transfert thermique entre deux systèmes : la conduction (transfert par contact), la convection (transfert par mouvement de fluide), le rayonnement (transfert par…

Exercices corrigés à imprimer – Système et énergie interne – Terminale S Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) L’énergie interne est la somme des énergies : Microscopiques Macroscopiques Mécaniques Un système : Fermé n’échange pas d’énergie avec le milieu extérieur. Fermé adiabatique n’échange pas de chaleur avec le milieu extérieur. Isolé est nécessairement adiabatique. Choisir les affirmations vraies : La variation de l’énergie interne d’un système ne dépend que de la chaleur qu’il échange avec le milieu extérieur….

Cours de tleS sur le système et énergie interne – Terminale S L’énergie interne est une grandeur énergétique globale, pour bien comprendre cette notion, il est conseillé de réviser le chapitre relatif aux grandeurs énergétiques en mécanique. Les objectifs de ce chapitre : Introduire la notion d’énergie interne : indiquer à quoi elle correspond à l’échelle microscopique. Faire le lien entre l’agitation thermique et la température. Voir comment l’énergie interne d’un système physique peut varier. Energie interne Système thermodynamique :…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS Principe d’inertie – Mouvement d’un point matériel – Terminale S Exercice 01 : Mouvement circulaire Pour l’étude d’un mouvement circulaire, on filme le mouvement du point matériel M avec une caméra prenant 16 images par seconde. On visionne le film image par image. On relève ainsi la position de M tous les 1/16e de seconde, soit tous les . On obtient le chronogramme ci-contre. Justifier qualitativement que le mouvement est circulaire uniforme puis…

Cours de tleS – Mouvement d’un point matériel et principe d’inertie – Terminale S Le mouvement d’un point matériel dépend de sa trajectoire et de sa vitesse. Le principe d’inertie relie les caractéristiques du mouvement du système aux forces extérieures exercées sur lui. Point matériel Lorsqu’on étudie le mouvement d’un solide en mécanique, on repère celui de son centre de gravité G. On peut lui affecter la masse totale m de l’objet. Le point matériel M est une notion théorique…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Temps et cinématique Vitesse et accélération – Vecteurs position – Terminale S Exercice 01 : Connaître les propriétés du vecteur accélération. On représente à intervalles de temps égaux, les positions successives d’un point A d’une voiture téléguidée dans un référentiel terrestre. Pour chacune des situations suivantes décrire le mouvement de la voiture en donnant toute ces caractéristiques (type du mouvement, vecteur vitesse, vecteur accélération….. ) Exercice 02 : Représenter des vecteurs vitesses….

Cours de tles – Vecteurs position – Vitesse et accélération – Terminale S Les vecteurs position, vitesse et accélération permettent de définir le mouvement. Vecteur position Soit R un référentiel et O un point fixe de Soit M un point matériel. Le vecteur position est . ( ) est un référentiel muni d’un repère cartésien, si M est un point matériel, il est équivalent de donner : Les coordonnées du point M (x ; y ; z), La décomposition du…

Cours de tleS – Vitesse absolue temps relatif – Terminale S Introduction En physique relative, le temps est relatif au référentiel d’étude et non plus absolu comme en mécanique newtonienne. Le temps est au centre de toute l’étude des évolutions, qu’elles soient physiques ou chimiques. Sa mesure a donc fait l’objet de recherches pour le mesurer avec une précision extrême. Il est alors apparu que ce n’est pas une grandeur absolue, mais relative. Observations des propriétés de la lumière Depuis…

Exercices à imprimer pour la tleS – Espace temps notion d’événement – Terminale S Exercice 01 : QCM Choisir la ou les bonne(s) réponse(s). Justifier. En relativité restreinte, l’horloge qui mesure le temps propre séparant deux événements doit être : En mouvement par rapport au lieu où se déroulent ces deux événements. Éloignée des lieux des événements. Proche des lieux des événements. Concernant les véhicules construits et utilisés par l’homme, la relativité du temps : a. Est vérifiable mais n’a…

Cours de tleS – Espace temps notion d événement – Terminale S Introduction Les événements sont repérés dans un espace à 4 dimensions nécessitant un observateur et une horloge. Un événement physique est la définition simultanée d’un lieu et d’une date : (M, t) dans un référentiel d’espace et de temps. Espace-temps à quatre dimensions L’invariance de la vitesse de la lumière conduit à raisonner dans un espace à 4 dimensions : 3 coordonnées d’espace + 1 coordonnée de temps….

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS Temps propre et temps impropre – Dilatation des durées – Terminale S Exercice 01 : Proxima du centaure Proxima Centauri est l’étoile la plus proche du système solaire : 4,22 a.l. elle est aussi appelée Alpha Centauri C ou, en français, Proxima du Centaure, ou encore simplement Proxima. C’est une naine rouge qui, comme son nom l’indique, est située dans la constellation du Centaure visible dans l’hémisphère Sud. Un vaisseau spatial, se déplaçant…

Cours de tleS – Temps propre et temps impropre, dilatation des durées – Terminale S La mesure d’une durée dépend du référentiel. On peut définir des intervalles de temps propre et impropre. Intervalles de temps propre et impropre En général, en relativité restreinte, la mesure d’un temps est celle de la durée entre deux événements. Intervalle de temps propre: durée entre deux événements se produisant au même endroit de l’espace. Il est mesuré grâce à une seule et même horloge….

exercices corrigés à imprimer – Généralisation à la particule physique – Terminale S Exercice 01 : Démonstration En 1924, alors que les scientifiques ont prouvé que la lumière peut se comporter comme une onde ou comme des particules, Louis De Broglie émet l’hypothèse que l’on peut associer une onde à des particules matérielles comme les électrons. Données : 1 eV = 1,6 x 10-19 J, m = 9,11 x 10-31 kg, h = 6,63 x 10-34 J.s Un électron de…

Cours de tleS – Généralisation à la particule physique – Terminale S Introduction La dualité onde-particule, deux modèles a priori contradictoires, ces deux modèles constituent deux descriptions complémentaires d’un seul et même objet physique. L’aspect ondulatoire permet d’interpréter les interactions lumière-lumière (diffraction, interférences). L’aspect corpusculaire permet d’interpréter les interactions lumière-matière (absorption et émission de lumière). Les relations de Louis Broglie sont la généralisation à tout corpuscule ou onde de matière des relations de Planck-Einstein. Quelques rappels sur le photon Le…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Interférences – Terminale S Exercice 01 : Interférences lumineuses photon par photon Un faisceau laser de longueur d’onde λ = 620 nm est envoyé sur un système de deux fentes d’Yong. La largeur de chacune d’elles est e = 5 µm et elles sont distantes de d = 0,1 mm. Un écran de largeur b = 5cm est placé parallèlement au plan des fentes d’Young à une distance L = 1 m…

Cours de tleS – Interférences – Propriétés des ondes – Terminale S Dans l’expérience des fentes d’Young (vue dans les chapitres précédents), il est impossible de savoir par quelle fente est passé le photon incident avant son impact sur l’écran et en même temps d’observer les franges d’interférences que le flux de photons constitue. On est obligé de renoncer à l’idée qu’un photon passe par une fente ou l’autre. Le comportement du photon ne peut être prévu que de manière…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Mesure du temps, horloges atomiques – Terminale S Exercice 01 : La mesure du temps est une question essentielle depuis….. la nuit des temps. Elle a initialement été basée sur l’observation d’un phénomène régulier et répétitif qui permettait de caractériser des durées égales. La mesure du temps par Galilée. Galilée, au XVIIème siècle, a eu l’idée d’utiliser un pendule pour mesurer le temps : Document 1 : « J’ai pris deux boules,…

Cours de tleS – Mesure du temps, horloges atomiques – Terminale S Le temps atomique est une échelle internationale. Comment a-t-il été défini ? Comment est-il mesuré ? Quelle est l’utilisation des horloges atomiques ? Mesure du temps Horloge mécanique : La mesure du temps se ramène au décompte d’un nombre de processus élémentaires qui se produisent toujours à l’identique. On peut donc considérer que si l’on dispose d’un oscillateur mécanique parfaitement périodique, le processus élémentaire est formé par un…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Oscillateur mécanique – Terminale S Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Un oscillateur : Mécanique a une énergie mécanique constante. Entretenu bénéficie d’un apport d’énergie. Amorti ne peut pas être périodique. Un oscillateur élastique est constitué d’un ressort de constante de raideur de longueur à vide et d’un mobile M de masse. L’amplitude peut dépasser. La période d’un pendule simple : Dépend de la masse m du mobile. Dépend de…

Cours de tleS sur l’oscillateur mécanique – Terminale S Un système oscille librement suivant différents régimes : apériodique, critique ou pseudopériodique. Beaucoup de systèmes de la vie courante, comme les suspensions d’une automobile ou d’un vélo tout terrain, le balancier d’une horloge, les ponts suspendus sont des systèmes mécaniques oscillants. L’étude de leurs caractéristiques communes (période, fréquence et amplitude) et de leur mouvement (oscillations amorties ou non) permet d’améliorer leur fonctionnement. Oscillateurs mécaniques Généralités: Un oscillateur mécanique est un système…

Exercices à imprimer avec le corrigé tleS Chaînes énergétiques – Terminale S – Enjeux énergétiques Exercice 01 : QCM Choisir la ou les bonne(s) réponse(s). Justifier. Dans une chaîne énergétique apparaissent : a.Les énergies cédées par un système. b.Les énergies initiale et finale d’un système. c.Les énergies reçues par un système. Dans un diagramme énergétique, l’énergie est : a. Conservée lors des conversions. b. Proportionnelle à la largeur de la flèche. c. Proportionnelle à la longueur de la flèche. Dans…

Cours de tleS sur les chaînes énergétiques – Terminale S Les sources d’énergie sont nombreuses et leurs formes divergent d’un type à un autre. Ce cours propose une synthèse globale des différentes formes d’énergie et de leur utilisation dans un système technologique. Transformation de l’énergie La conservation est le caractère fondamental de l’énergie. L’objet de ce cours est de généraliser les lois de conversion et de donner quelques outils formels de caractérisation de ces conversions. Représentation symbolique des chaînes énergétiques…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS Optimisation des chaînes énergétiques – Terminale S On considère un parcours test de 100 km le long duquel on cherche à étudier la chaîne énergétique d’une automobile. Toutes les grandeurs énergétiques sont relatives à ce trajet et comptée selon la convention de signe des thermodynamiciens. Le long du parcours effectué à vitesse constance, le moteur produit un travail W < 0. Le moteur thermique d’une automobile est alimenté par le carburant qui lui…

Cours de tleS sur l’optimisation des chaînes énergétiques – Terminale S Toute chaîne énergétique est caractérisée par son efficacité énergétique, qui est le rapport entre l’énergie utile et l’énergie coûteuse. Ce paramètre permet de quantifier le fonctionnement de cette chaîne et de chercher les méthodes permettant de l’augmenter. Différentes formes de l’énergie L’énergie utile est une forme d’énergie qui est du type recherché par l’utilisateur. L’énergie coûteuse est une forme d’énergie facturable. L’énergie gratuite est une forme d’énergie utilisable mais…

Exercices corrigés à imprimer – Equation du mouvement d’un système dissipatif – Terminale S Exercice 01 : Vaporetto Un vaporetto est une embarcation à moteur utilisée pour transporter des passagers sur le Grand Canal à Venise. Sa masse totale est m 30 t. lancé à la vitesse v = 9 km.h-1, il s’arrête sur une distance d = 20 m. Calculer l’énergie cinétique de lancement du vaporetto. Quel est le travail des forces qui s’exercent sur lui lors du freinage…

Cours de tleS sur l’équation du mouvement d’un système dissipatif – Terminale S Introduction L’équation du mouvement d’une bille lancée sur un plan incliné est établie à l’aide d’un bilan énergétique. Elle peut aussi être retrouvée par application de la seconde loi de Newton. Forces non conservatives On peut qualifier une force non conservative dissipative : c’est le cas des forces de frottement. Soit M un point matériel se déplaçant en ligne droite de A à B et une force…

Exercices à imprimer pour la tleS sur la troisième loi de Newton – Terminale S Exercice 01 : Choisir la (les) bonne(s) réponse(s) Quel est l’autre nom porté par la troisième loi de Newton ? Principe des actions réciproques Principe de Newton-Halley Principe de Newton-Descartes Principe de moindre temps Cette troisième loi de Newton se vérifie dans la vie de tous les jours. Quand un objet est immobile sur le sol, il y a principalement 2 forces qui agissent sur…

Cours de tleS sur la 3ème loi de Newton – Terminale S Tout au long de cette fiche, nous allons découvrir la dernière loi de Newton, plus intuitive que les deux autres et nous allons comprendre ce qui se passe si on exerce une pression avec son pouce sur une table. Comment peut-on expliquer la déformation du pouce, par l’action de la table sur le pouce ? Troisième loi de Newton, principe des actions réciproques Enoncé: Soit deux systèmes mécaniques,…