N : Date : 20 juin 2013 EXAMEN DE PHYSIQUE (SECOND SEMESTRE)

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1 N : Date : 20 juin 2013 Nom : CORRECTION Classe :2L. EXAMEN DE PHYSIQUE (SECOND SEMESTRE) NOTE : /40 S. I. Définis les termes suivants : série A I. molécule : la plus petite partie d un corps qui en possède encore les propriétés. II. mélange : corps constitué de plusieurs sortes de molécules. III. convection thermique : mode de propagation de la chaleur dans lequel la chaleur est transmise par le transport de la matière chaude qui se déplace toujours verticalement vers le haut. S. II. Schématise, à l état moléculaire, l état solide. Un solide a-t-il un volume propre? Explique d un point de vue moléculaire. Un solide a un volume propre car la force de cohésion y est tellement importante que les molécules ne peuvent s éloigner les unes des autres. S. III. Vrai ou faux? Entoure. 1) Le poids se mesure avec une balance. VRAI FAUX 2) A l état solide, les molécules sont immobiles. VRAI FAUX 3) Isolant thermique = mauvais conducteur VRAI FAUX 4) Buée = vapeur d eau VRAI FAUX 5) La sublimation est le passage de l état solide à l état gazeux VRAI FAUX S. IV. Quelle expérience a permis de montrer la conduction thermique.? Décris et explique d un point de vue moléculaire. Expérience : à l aide de paraffine, attacher les Schéma punaises sur une barre métallique. Chauffer une extrémité à l aide d un bec bunsen. Observation : Les punaises tombent l une après l autre à partir de la source de chaleur. Explication : Dans un solide métallique, les molécules sont petites et serrées les unes contre les autres. Lorsqu on apporte de la chaleur, c.-à-d. de l énergie aux molécules, celles-ci s agitent, bousculent les voisines qui à leurs tours bouscules les voisines et ainsi de suite. Toute la barre finit par être chaude. Lycée E. Jacqmain / Série A - 1 Enseignante : MmeVanden Abeele

2 S.F. V. On utilise un pèse-denrée à usage culinaire qui fonctionne par déformation du ressort. Son cadran, gradué à Bruxelles, va de 0 à 2kg ; ses petites divisions représentent 100g. a) Dans une pesée à Bruxelles, on lit 1,20 kg. Quel est le poids de l objet? 12 N Quelle est sa masse? 1,2 kg b) La même pesée du même objet sur le même instrument est faite 1) sur la Lune. Quel est le poids de l objet? 2 N Quelle est sa masse? 1,2 kg 2) au sommet du Mont Blanc (4800 m). Comment varie, par rapport à Bruxelles, son poids? diminue.. sa masse?...reste constante... S.F. VI. Classe et trie les substances suivantes en fonction de composition moléculaire (nombre de sortes de molécules) a) de la pluie. b) de l argent. c) du méthanol. d) du café. e) de l air. f) une salade de fruits a)b)c)d)e)f) Critère : nombre de sortes de molécules. Caractéristique : une seule sorte de molécules Oui Non b) c) a)d)e)f) Corps purs Mélanges Lycée E. Jacqmain / Série A - 2 Enseignante : MmeVanden Abeele

3 S. + SF. VII. On mélange 1 cuillère (10 ml) à soupe de café soluble (5g) dans 100 ml d eau (m=100g). a) Quel type de mélange obtient-on? mélange homogène. b) Entoure La masse du mélange sera égale à 105g. Vrai Faux Le volume du mélange sera égal à 110 ml. Vrai Faux /4 Si ta réponse est «faux», explique et corrige. Le volume du mélange sera inférieur à la somme des volumes des substances de départ. En effet, une partie des molécules du café vont occuper une partie des espaces intermoléculaire de l eau et inversement. b) Quelle méthode de séparation utiliserais-tu pour séparer ces 2 corps après les avoir mélangé? Schématise et explique. la distillation. En chauffant ce mélange à 100 C ou un peu plus, l eau va bouillir alors que le café ne se vaporisera pas. L eau (sous forme de vapeur) en passant dans le tube réfrigérant se condensera, ce qui permettra de la recueillir à l état liquide dans un bécher à l extrémité du montage. Le café sera resté dans le ballon de départ. S.F. VIII. Avant d enfiler leur combinaison, les plongeurs la trempent dans l eau afin d avoir une fine couche d eau entre leur corps et la combinaison. Cela leur permet d avoir moins froid. Pourquoi? L eau est un très mauvais conducteur de chaleur. Ainsi en créant une mince pellicule d eau entre leur corps et la combinaison, ils empêchent la chaleur de leur corps (chaleur corporelle) de se transmettre par conduction à l eau extérieure. De plus, l eau étant en mince couche, ne peut circuler ; il ne peut y avoir de courant de convection. BONUS : Pourquoi remplacer l air par l eau qui possède également toutes ces propriétés? Dans l eau à l état liquide, les molécules sont plus rapprochées que dans l air. La transmission par rayonnement sera donc moins importante. S.F. IX. Quel phénomène décrit cette figure? L évaporation. Etablis la légende de ce dessin. O molécule d air. molécule d eau. Explique ce qui s y passe. En soufflant sur la surface libre du liquide, la personne favorise l évaporation. En effet, en chassant les molécules d eau qui ont quitté l état liquide, on laisse la place à d autres molécules d eau pour passer à l état de vapeur. Lycée E. Jacqmain / Série A - 3 Enseignante : MmeVanden Abeele

4 S.F. X. Complète Est-il possible d avoir de l éther liquide et du mercure solide à la même température? Si non, justifie. Si oui, indique les valeurs possibles C< T< -39 C Représente tes solutions sur une droite graduée S.F. XI. Trace le graphique dont voici les valeurs, sur la page suivante. temps (min) O température de la glycérine ( C) Sur base du graphique, réponds aux questions suivantes. a) On a renversé du café sur ce tableau de données. Peux-tu, malgré tout, estimer l allure de la courbe entre la 5 ème et 10 ème minute? Il doit y avoir un palier car la température de fusion de la glycérine est de 19 C. b) Explique cette évolution de la température du point de vue moléculaire. Pendant la fusion, les molécules ne vont plus augmenter leur degré d agitation (c est-à-dire la température) mais vont utiliser l énergie fournie pour vaincre la force de cohésion qui les unit fortement dans le solide. On va donc observer la stagnation de la température et le passage de l état solide à l état liquide.. /4 Lycée E. Jacqmain / Série A - 4 Enseignante : MmeVanden Abeele

5 Titre :. Voir autre feuille. T.C. XII. A l aide du document 1 joint, décris l expérience et explique le phénomène. Ta production écrite doit respecter les étapes de la démarche scientifique. Tu ne pourras pas vérifier mais tu expliqueras le phénomène en réalisant un schéma (en utilisant une modélisation des substances au niveau moléculaire.) pour chacune des 2 situations. Observation : Le sucre ne fait pas déborder le verre d eau. Questionnement. : Comment se fait-il que le verre ne déborde pas? Hypothèse : Explication : Le sucre se dissout dans l eau. Il forme donc avec l eau un mélange homogène appelé solution. Les molécules d eau vont occuper les espaces intermoléculaires du sucre et réciproquement ; ce qui fait que le volume du mélange est inférieur à la somme des volumes initiaux. Vérification : Avec un caillou, l eau forme un mélange hétérogène. Les molécules d eau ne peuvent combler les espaces intermoléculaires du caillou ; les molécules y étant trop fortement liées pour se séparer D : S : Lycée E. Jacqmain / Série A - 5 Enseignante : MmeVanden Abeele