Physique

Induction magnétique-étude d'un dipôle (R, L)

Classe: 
Terminale
 
 
Un conducteur électrique, parcouru un courant et plongé dans un champ magnétique, pouvait se mettre en mouvement sous l'effet de la force de Laplace. Réciproquement, le mouvement d'un circuit électrique dans un champ magnétique provoque l'apparition d'un courant induit dans le circuit. C'est le phénomène d'induction électromagnétique, qui est à la base de l'électricité moderne                                                              

I. Induction électromagnétique                                                                                                     

1. Notion de flux magnétique

1.1. Vecteur surface : orientation d'un circuit

Soit un contour plan $(C)$ situé dans une région où un champ magnétique de vecteur $\overrightarrow{B}.$ Ce contour $t$ orienté arbitrairement limite sur une surface plane. 
 
Le vecteur $\overrightarrow{S}$ est défini comme suit :
 
$-\ $il est orthogonal au plan du contour ;
 
$-\ $son sens est donné par la règle de la main droite : la main droite empoigne le contour dans le sens positif choisi ; le pouce écarté des autres doigts donne le sens du vecteur unitaire $\overrightarrow{n}$ associé à la surface : $$\overrightarrow{S}=S\overrightarrow{n}$$

Exemples d'orientation de circuits 

1.2. Expression du flux magnétique

Le flux magnétique est une grandeur mesurable caractérisant l'intensité et la répartition du champ magnétique.
 
Le flux $\phi$ du champ magnétique à travers le contour limitant une surface $S$ a pour expression :
$$\phi=\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{S}=\overrightarrow{B}\cdot \overrightarrow{n}S\\\Rightarrow\phi=BS\cos(\overrightarrow{n}\;,\ \overrightarrow{B})$$
 
$S$ en mètres $(m)$
 
$B$ en teslas $(T)$
 
$\phi$ en webers $(Wb)$
 
Pour un circuit comportant $N$ spires $\phi=NBS\cos(\overrightarrow{n}\;,\ \overrightarrow{B})$

2. Mise en évidence du phénomène d'induction

2.1. Expérience

Réalisons une série d'expériences à l'aide d'une bobine liée à un microampèremètre et d'un aimant droit  
 
 
L'expérience montre que :
 
$-\ $tant que la bobine est immobile dans le champ magnétique constant, aucun courant ne circule 
 
$-\ $la bobine déformée ou déplacée dans le champ magnétique, le microampèremètre indique le passage du courant
 
$-\ $le microampèremètre indique le passage d'un courant dans la bobine lorsque celle-ci est plongée dans un champ magnétique variable ou en faisant tourner la bobine sans la déformer

2.2. Interprétation 

Alors que le circuit de la bobine ne comporte aucun générateur, un courant, donc circulation d'électrons, est crée : il apparait une force électromotrice $(f.é.m.)$
 
Toute variation du flux du champ magnétique dans la bobine provoque ce phénomène appelé phénomène d'induction électromagnétique. Le courant crée est appelé courant induit. La source du champ magnétique est l'inducteur ou circuit inducteur. La bobine qui est le siège du courant est l'induit ou circuit induit.

Remarque :

La force électromotrice $(f.é.m.)$, qui ne dure que tant que dure la variation du flux magnétique, se manifeste par :
 
$-\ $une tension aux bornes du circuit si ce circuit est ouvert ;
 
$-\ $la circulation d'un courant dans ce circuit, ce circuit est fermé

3. Sens du courant induit : loi de Lenz

3.1. Expérience

 
Lorsqu'on approche le pôle sud de l'aimant, par exemple, d'une face de la bobine, le sens du courant induit est tel que cette face devient face sud ; la bobine tente de repousser l'aimant.
 
Si l'on éloigne le pôle sud de l'aimant de la même face, le courant induit change de sens, la face sud de la bobine devient alors face nord et la bobine tente de retenir l'aimant.

3.2. Énoncé de loi de Lenz

Toute variation du flux magnétique à travers un circuit entraine la circulation d'un courant induit.
 
Le sens du courant est telque, par ses effets électromagnétiques, il s'oppose toujours à la cause qui lui a donné naissance.

4. Loi de Lenz-Faraday : $f.é.m.$

4.1. Expression de la $f.é.m.$ induite

Le circuit (l'induit), siège d'un flux magnétique variable, se comporte comme un générateur.
 
Il possède alors une $f.é.m.$ ; la loi de Lenz-Faraday permet d'exprimer la $f.é.m$ induite suivant l'expression :
$$e=-\dfrac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}$$
 
$e$ en volts $(V)$
 
$\Phi$ en webers $(Wb)$
 
$t$ en secondes $(s)$

Remarque :

Si le flux magnétique varie $\Delta\Phi$ pendant l'intervalle de temps $\Delta t$, on définit une $f.é.m$ moyenne 
$$e=-\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$

4.2. Sens du courant induit

Le circuit ayant été orienté, on peut facilement prévoir le sens du courant induit prévoir le sens du courant induit
 
$\bullet\ $Si $\Delta\Phi$ est positif $e$ est négatif : si le circuit est fermé, le courant circule dans le sens négatif.
 
$\bullet\ $Si $\Delta\Phi$ est négatif $e$ est positif : si le circuit est fermé, le courant circule dans le sens positif.

4.5. Intensité du courant induit

Si $R$ est la résistance totale du circuit induit, l'intensité du courant induit est donnée par la loi de Pouillet
$$i=\dfrac{e}{R}$$
 
$e$ en $(V)$
 
$i$ en $(A)$
 
$R$ en ohm $(\Omega)$

5. Applications de l'induction

Les applications de phénomène d'induction électromagnétiques sont très nombres Ce sont essentiellement :  

5.1. Les alternateurs

Les alternateurs sont des générateurs de courants (tension) alternatifs. Ils transforment une énergie mécanique (rotation d'une turbine) en travail électrique (électricité)
 
 

5.2. Les transformateurs

Ils sont pour but de transférer l'énergie d'une bobine primaire à une bobine secondaire en faisant varier les grandeurs électriques
 
 
Lorsque le transformateur est en fonctionnement (idéal), des courants sinusoïdaux d'intensité $i_{1}$ et $i_{2}$ $($de valeurs maximales $I_{1}$ et $I_{2})$ passent dans le primaire et le secondaire.
 
Le rendement des transformateurs est excellent et dépasse $99\%.$ Ainsi, si on néglige les pertes, la puissance est transmise intégralement, $U_{2}\cdot I_{2}=U_{1}\cdot I_{1}$
 
Les grandeurs précédentes sont alors liées par le rapport de transformation :
$$r=\dfrac{U_{2}}{U_{1}}\approx\dfrac{I_{1}}{I_{2}}\approx\dfrac{N_{2}}{N_{1}}$$

5.3. Courants de Foucault

Ce sont des courants induits qui apparaissent dans des conducteurs lors des variations de flux magnétique.                                                                                                                                       

$-\ $Inconvénients   

Les courants de Foucault prennent naissance dans les carcasses métalliques des moteurs, des transformateurs, des alternateurs... L'échauffement par effet joule qui en résulte constitue une perte d'énergie, ce qui diminue le rendement de ces appareils.                                                                             

$-\ $Avantages 

$\bullet\ $Plaque à induction
 
Une plaque à induction produit un champ magnétique sinusoïdal à $50\,kHz.$ Ce champ induit des courants de Foucault dans la casserole (surtout le fond). Le fond de la casserole doit être suffisamment résistif pour que le courant induit génère de la chaleur par effet joule ce qui chauffe le contenu
 
 

$\bullet\ $Freinage

Lorsque le chauffeur de camion appuie sur la pédale de frein, il alimente en courant les bobines des électroaimants. Le flux variable résultant, traverse le disque dans lequel apparaît des courants de Foucault induits. Ces courants génèrent des forces de Laplace qui s'opposent à la rotation du disque et freinent le camion
 
 

II. Auto-induction 

Toute variation de flux magnétique à proximité d’un conducteur fait apparaitre une $f.é.m.$ d'induction aux bornes du conducteur ou un courant induit si le circuit est fermé. On distingue alors clairement un inducteur, source du champ magnétique « (aimant, bobine...) et un induit, siège du phénomène d'induction. Mais, une bobine parcourue par un courant crée son propre champ magnétique. Si celui-ci varie, elle provoque des phénomènes d'induction appelées ici auto-induction car l'inducteur et l'induit sont confondus. 

1. Mise en évidence du phénomène d'auto-induction

 
Le montage réalisé ci-dessus comporte deux lampes toutes identiques. Le résistor et la bobine possèdent la même résistance.
 
$\bullet\ $On ferme l'interrupteur $K.$ La lampe $L_{1}$ brille instantanément tandis que la lampe $L_{2}$ s'allume progressivement : le courant $i_{1}$ s'établit donc instantanément mais $i_{2}$ ne s'établit que progressivement
 
$\bullet\ $ On ouvre l'interrupteur $K.$ La lampe $L_{1}$ s'éteint instantanément tandis que la lampe $L_{2}$ s'éteint progressivement : le courant $i_{1}$ s'annule donc instantanément mais $i_{2}$ ne s'annule que progressivement
 
$\bullet\ $La bobine tend donc à s'opposer à l'établissement ou à la rupture du courant dans sa branche

2. Interprétation 

Lorsqu'on ferme l'interrupteur, la variation du flux propre dans la bobine crée une $f.é.m$ d'induction qui s'oppose à l'établissement.
 
Dans le cas de l'ouverture du circuit, la $f.é.m.$ d'induction s'oppose à la disparition du courant

Remarque :

C'est le phénomène d'auto-induction qui explique l'étincelle de rupture lorsqu'on débranche brusquement des appareils contenant des moteurs en fonctionnement

3. Inductance

3.1. Flux propre

Soit un solénoïde, de section $S$, de longueur $l$ grande devant son rayon, comportant $N$ spires et parcouru par un courant $i$
 
Orientons arbitrairement le circuit
 
 
$\Phi=N\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{S}=N\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{n}S$
 
$\Rightarrow\Phi=NBS\quad\text{où}\quad B=\dfrac{\mu_{0}Ni}{l}$
 
$\Rightarrow\Phi=N\dfrac{\mu_{0}Ni}{l}S$
 
$\Rightarrow\Phi=\dfrac{\mu_{0}Ni}{l}S$

3.2. Inductance d'un solénoïde

La valeur instantanée de flux propre est donc proportionnelle à l'intensité instantanée
$$\Phi=Li\quad\text{en posant}\quad L=\dfrac{\mu_{0}N^{2}S}{l}$$
 
On constate $L$ ne dépend que de la constitution du solénoïde.
  
$L$ est l'inductance ou auto-inductance du solénoïde. L'inductance $L$ d'une portion de circuit (bobine) correspond au coefficient de proportionnalité entre son flux propre et l'intensité du courant qui la traverse. Il mesure en quelque sorte, l' « efficacité d'une bobine à créer un flux magnétique (donc un champ magnétique) pour une intensité donnée Dans le $S.I$ l'inductance s'exprime en henry dont le symbole est $H$

Remarque :

On admet quelque soit la forme du circuit, son flux propre a pour expression 
$$\Phi=Li$$
 
$\Phi$ en $Wb$
 
$i$ en $A$
 
$L$ en $H$

4. $F.é.m$ d'auto-induction

4.1. Expression de la $f.é.m$ d'auto-induction

Lorsque le flux varie, il apparait une force électromotrice d'auto-induction
 
$e=-\dfrac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}\quad\text{or}\quad\Phi=Li$
 
$\Rightarrow e=-\dfrac{\mathrm{d}(Li)}{\mathrm{d}t}$
 
$\Rightarrow e=-L\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}$

4.2. Tension aux bornes d'une bobine

 
Soit $A$ et $B$ les bornes d'une bobine orientée arbitrairement de $A$ vers $B.$ Soit $i$ l'intensité instantanée du courant qui la parcourt et $r$ sa résistance. Lorsque la bobine est le siège d'une force électromotrice auto-induite. La loi d'Ohm généralisée s'écrit avec les conventions habituelles. 
 
$e=-L\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}U_{AB}=ri-e\quad\text{or}\quad e=-L\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}$
 
$\Rightarrow U_{AB}=ri+L\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}$

5. Énergie stockée dans une bobine

5.1. Mise en évidence expérimentale

Rappel : 

Une diode est un dipôle qui laisse passer le courant lorsqu'il est branché en « sens passant » et qui ne laisse pas passer le courant lorsqu'il est branché en « sens bloqué »
 
 
 
$\bullet\ $On ferme l'interrupteur $K.$ L'ampèremètre détecte un courant nul Le moteur ne tourne pas (la lampe ne s'allume pas) car la diode est dans le sens bloqué
 
$\bullet\ $On ouvre l'interrupteur $K$ : le moteur tourne (la lampe s'allume) un instant. 
 
La bobine avait donc emmagasiné de l'énergie qu'elle a restituée au moteur (lampe) sous la forme d'un courant de sens passant

5.2. Expressions de la puissance et de l'énergie électriques échangées

$\bullet\ $Expression de la puissance électrique échangée
 
La puissance instantanée échangée par le dipôle (bobine) avec le reste du circuit a pour expression
 
$P=U_{AB}^{i}\quad\text{or}\quad U_{AB}=ri+L\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}$
 
$\Rightarrow P=\left(ri+L\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}\right)i=ri^{2}+Li\dfrac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}$
 
$\Rightarrow P=ri^{2}+\dfrac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\left(\dfrac{1}{2}Li^{2}\right)$
 
La puissance instantanée échangée par un solénoïde apparait comme la somme de deux termes :
 
$-\ $la puissance dissipée par effet Joule : $P_{j}=ri^{2}$
 
$-\ $la puissance (magnétique) emmagasinée par la bobine : $P_{m}=\dfrac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\left(\dfrac{1}{2}Li^{2}\right)$
 
$\bullet\ $Expression de l'énergie électrique échangée
 
L'énergie emmagasinée par la bobine est donnée par la relation :
$$E_{L}=\int P_{m}\mathrm{d}t=\int_{0}^{1}\dfrac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\left(\dfrac{1}{2}Li^{2}\right)\mathrm{d}t=\int_{0}^{1}\mathrm{d}\left(\dfrac{1}{2}Li^{2}\right)$$
 
$$\Rightarrow E_{L}=\dfrac{1}{2}Li^{2}$$
 
$E_{L}$ en joules $(J)$
 
$L$ en henrys $(H)$
 
$i$ en ampères $(A)$

III. Étude d'une bobine $(R\;,\ L)$

1. Étude expérimentale de l'établissement du courant dans une bobine  

Soit le montage suivant :
 
 
$-\ $La voie $Y_{A}$ de l'oscilloscope visualise la tension $U_{AM}$ qui correspond à la tension aux bornes du dipôle $(R\;,\ L)$, mais aussi à la tension délivrée par le générateur $G.B.F$ (générateur de basse fréquence) 
 
$-\ $La voie $Y_{B}$ visualise la tension $U_{BM}$ aux bornes du conducteur ohmique qui correspond à l'allure de l'intensité du courant à un facteur près 
 
$\bullet\ $Observations
 
On obtient un oscillogramme. On constate que :
 
$-\ $lors de la mise sous tension du circuit, le courant n'atteint pas immédiatement son maximum
 
 
L'établissement du courant dans un circuit comportant une bobine n'est pas instantané. Il se décompose deux parties :
 
$-\ $un régime transitoire pendant lequel l'intensité du courant augmente 
 
$-\ $un régime permanent pendant lequel l'intensité du courant atteint sa valeur maximale  

2. Étude théorique 

2.1. Établissement du courant

$\bullet\ $Équation différentielle 
 
 
 
La constante de temps $\tau$ nous renseigne sur la rapidité avec laquelle s'effectue la rupture du courant dans le circuit
 
$\bullet\ $Détermination de la constante de temps $\tau$
 
 
On peut déterminer graphiquement l'abscisse $\tau$ de deux façons différentes :
 
$-\ $en traçant la tangente à la courbe $i(t)$ au point d'abscisse $t=0.$ Cette courbe $i=0$ au point d'abscisse $t=\tau$
  
$-\ $en se plaçant à l'ordonnée correspondant à $37\%$ $i_{0}$
 
$-\ $L'intensité du courant ne subit pas de discontinuité lors du passage de l'établissement à la rupture du courant, tandis que la tension est discontinue 
 

 
Auteur: 
Amary Thiam & Sidy Mouhamed Ndiaye

L'effet photoélectrique - Ts

Classe: 
Terminale
 
 
Le modèle ondulatoire de la lumière explique bien les phénomènes de la diffraction et d'interférences lumineuses. Mais d'autres découvertes, comme le spectre lumineux et l'effet photoélectrique ont montré l'insuffisance de la théorie ondulatoire de la lumière. On est amené à faire appel au modèle corpusculaire de la lumière

I. Effet photoélectrique

1. Mise en évidence expérimentale : Expérience de Hertz

 
Une lame de zinc fraichement décapée est placée sur un électroscope
On éclaire cette plaque à l'aide d'une lampe à vapeur de mercure dont la caractéristique est d'émettre un rayonnement riche en radiations ultra-violettes. 
 
L'électroscope chargé négativement se décharge progressivement (1). En introduisant une plaque de verre, absorbant les radiations ultra-violettes $UV$ mais transparente aux radiations visibles, l'électroscope reste chargé même après une illumination prolongée (2)

2. Conclusion

Les électrons en excès sur la lame de $Z_{n}$ sont arrachés au métal : c'est l'effet photoélectrique.
 
Cet effet ne se produit pas pour des rayonnements peu énergétiques comme la lumière visible (grandes longueurs d'onde) mais qu'avec les $UV$ (longueurs d'onde plus petites).
 
Une illumination prolongée de lumière visible ne permet pas d' « accumuler  de l'énergie » pour extraire les $e^{-}$ (contrairement à une succession de vagues qui pourraient finir par « casser une digue »). Ce phénomène, appelé photoélectrique, peut être observé avec d'autres métaux soumis à d'autres rayonnements.
 
De manière générale, on appelle effet photoélectrique, l'émission d'électrons par des métaux convenablement éclairés

II. La théorie d'Einstein 

1. Hypothèse d'Einstein

Afin d'expliquer le résultat de l'effet photoélectrique, Einstein émit de l'hypothèse que la lumière devrait être considéré comme un flux de particules élémentaires appelées photons (grains de photons). Chacun de ces photons, de masse nulle et aminé de la célérité de la lumière transporte avec lui une énergie $E$ doit être qui doit être suffisante pour permettre l'expulsion d'électrons du métal.
$$E=hv=\dfrac{hc}{\lambda}$$
 
$E$ en joules $(J)$
 
$h$ est la constante de Planck en joules seconde $\left(J\cdot s^{-1}\right)$ $h=6.62\cdot 10^{-34}J\cdot s$
 
$c$ en mètres par seconde $\left(m\cdot s^{-1}\right)$ ; $\lambda$ la longueur d'onde en mètre $(m)$

2. Le phénomène seuil

Une masse métallique est formée d'ions positifs disposés de façon régulière entre circulent les électrons. Ces électrons restent dans la masse métallique liés aux réseaux d'ions. Un électron ne peut sortir de la masse métallique que s'il acquiert une énergie minimale $E_{0}$ dite énergie d'extraction.
$$E_{0}=hv_{0}=\dfrac{hc}{\lambda_{0}}$$
 
$v_{0}$ est la fréquence seuil caractéristique du métal ;
 
$\lambda_{0}$ est la longueur d'onde seuil caractéristique du métal
 
Si le photon incident a une énergie supérieure à l'énergie d'extraction (ou travail d'extraction), le surplus d'énergie se trouve sous forme d'énergie cinétique pour l'électron
 
$E_{c}=E-E_{0}\Rightarrow E_{c}=h(v-v_{0})\quad\text{ou}\quad E_{c}=hc\left(\dfrac{1}{\lambda}-\dfrac{1}{\lambda_{0}}\right)$

3. Application de l'effet photoélectrique

Le soleil est une source d'énergie inépuisable, l'exploitation de son rayonnement pour produire de l'électricité a été possible par la compréhension de l'effet photoélectrique : un panneau photovoltaïque convertit une partie de l'énergie lumineuse du soleil en énergie électrique.

4. Dualité onde-corpuscule 

La lumière se présente sous aspects :
 
$-\ $un aspect corpusculaire où la lumière est formée de corpuscules appelés photons animés de la célérité de la lumière et transportant un quantum d'énergie
 
$-\ $un aspect ondulatoire où la lumière est considérée comme un phénomène vibratoire se propageant par onde.
 
(La lumière a un comportement double : selon les circonstances, elle se comporte comme une onde ou comme un faisceau de particules.On parle de dualité onde-corpuscule)
 

Auteur: 
Amary Thiam & Sidy Mouhamed Ndiaye

Interférences lumineuses - Ts

Classe: 
Terminale
 
 
Deux ondes de même de  fréquence se propageant dans le même milieu peuvent se superposer pour donner naissance aux phénomènes d'interférences. Si la lumière est une onde, elle doit permettre d'obtenir un tel phénomène

I. Expérience de Young

1. Dispositif expérimentale

 
Un faisceau de lumière monochromatique issu d'une source S(laser) est envoyé sur une plaque opaque percée  de deux fentes $S_{1}$ et $S_{2}.$ La distance entre les deux fentes est très faible de l'ordre du millimètre.
 
Un écran est placé derrière la plaque. Il se produit au niveau de chaque fente un phénomène de diffraction. Chacun des fentes $S_{1}$ et $S_{2}$ se comporte comme une source ponctuelle $(S_{1}$ et $S_{2}$ sont des sources secondaires$)$
   
Les faisceaux issus de $S_{1}$ et $S_{2}$ se superposent dans une certaine région appelée champ d'interférence.

2. Observations

On observe sur l'écran des zones alternativement sombres et claires appelées franges d'interférence. Ces franges au voisinage du point de projection $S$ sur l'écran sont pratiquement rectilignes, parallèles, équidistantes et perpendiculaires au plan de la figure. Ces franges sont observées dans un champ d'interférence quelque soit la position de l'écran : on dit que ces franges sont délocalisées  

3. Interprétation 

L'existence des franges montre que sous certaines conditions la superposition de deux faisceaux lumineux peut :
 
$-\ $en certains points, accentuer le phénomène lumineux en donnant des franges brillantes
 
$-\ $en d'autres points, détruire le phénomène lumineux en donnant des franges sombres.
 
Le phénomène d'interférence peut s'interpréter si on suppose que les sources secondaires se comportent comme des sources de vibrations de même longueur d'onde.
 
En point $M$ de l'écran appartenant au champ d'interférence, les vibrations issues de $S_{1}$ et $S_{2}$ arrivent l'une par rapport l'autre avec un certain retard. Ce retard dépend de la différence de marche $\delta=SM_{1}-SM_{2}$
 
Il y a interférences consstructives en un point de la zone d'interférences si la différence de marche  en ce point est un multiple entier de la longueur d'onde : $\delta=k\lambda(k\in\mathbb{R})$
  .
Le point $M$ est alors le milieu d'une frange brillante. Il y a interférences destructives en un point de la zone d'interférences si la différence de marche en ce point est un multiple entier impair de la demi-longueur d'onde : $\delta=(2k+1)\dfrac{\lambda}{2}(k\in\mathbb{R})$
  
$\bullet\ $Le point $M$ est alors le milieu d'une frange sombre

4. Conditions d'interférences 

On ne peut obtenir d'interférences lumineuses avec des sources distinctes où on essaie de superposer les faisceaux. Pour obtenir des franges d'interférences, il faut deux sources cohérentes Deux sources sont cohérentes si :
 
$-\ $elles émettent des vibrations de même fréquence(même période). On dit qu'elles sont synchrones 
 
$-\ $elles présentent une différence de phase constante 
 
$-\ $le rapport d'amplitude constant 

II. Interfrange

1. Différence de marche  

 
La différence de marche $($notée $\sigma)$ est la différence de distance parcourue par les deux ondes avant d'arriver au point $M$
 
$\delta=\left(SS_{2}+S_{2}M\right)-\left(SS_{1}+S_{1}M\right)=S_{2}M-S_{1}M\left(SS_{2}=SS_{1}\right)$
 
$S_{2}M^{2}=d_{2}^{2}=D^{2}+\left(x+\dfrac{a}{2}\right)^{2}$ ;
 
$S_{1}M^{2}=d_{1}^{2}=D^{2}+\left(x-\dfrac{a}{2}\right)^{2}$ ;
 
\begin{eqnarray}d_{2}^{2}-d_{1}^{2} &=& D^{2}+\left(x+\dfrac{a}{2}\right)^{2}-\left(D^{2}+\left(x-\dfrac{a}{2}\right)^{2}\right)\nonumber \\\\ &=& D^{2}+\left(x+\dfrac{a}{2}\right)^{2}-D^{2}-\left(x-\dfrac{a}{2}\right)^{2}\end{eqnarray}
 
\begin{eqnarray} \left(d_{2}-d_{1}\right)\left(d_{2}+d_{1}\right) &=& \left(\left(x+\dfrac{a}{2}\right)+\left(x-\dfrac{a}{2}\right)\right)\left(\left(x+\dfrac{a}{2}\right)-\left(x-\dfrac{a}{2}\right)\right)\nonumber\\\\ &=& 2ax \end{eqnarray}
 
Les grandeurs $x$ et a sont petites devant la grandeur $D.$ Dans ces conditions
 
$d_{2}+d_{1}=2D$
 
$\Rightarrow\delta=d_{2}-d_{1}=\dfrac{2ax}{2D}$
 
$\Rightarrow\delta=\dfrac{ax}{D}$

2. Position des franges

2.1 Position des milieux des franges brillantes

Les abscisses des milieux des franges brillantes sont tels que :
$$\delta=\dfrac{ax}{D}=k\lambda\Rightarrow x_{k}=k\lambda\dfrac{D}{a}$$
 
$k=0\Rightarrow x=0$ est l'abscisse du milieu de la frange centrale
 
$k=1\Rightarrow x_{1}=\lambda\dfrac{D}{a}$ est l'abscisse du milieu de la première frange brillante 
 
$k=2\Rightarrow x_{2}=2\lambda\dfrac{D}{a}$ est l'abscisse du milieu de la deuxième frange brillante 
 
$k=n\Rightarrow x_{n}=n\lambda\dfrac{D}{a}$ est l'abscisse du milieu de la $n^{nième}$ frange brillante 

2.2. Position des milieux des franges sombres

Les abscisses des milieux des franges sombres sont tels que :
$$\delta=\dfrac{ax}{D}=(2k+1)\dfrac{\lambda}{2}\Rightarrow x_{k}=(2k+1)\dfrac{\lambda}{2}\dfrac{D}{a}$$
 
$k=0\Rightarrow x=\dfrac{\lambda}{2}\dfrac{D}{a}$ est l'abscisse du milieu de la de la première sombre
 
$k=1\Rightarrow x_{1}=\dfrac{3\lambda}{2}\dfrac{D}{a}$ est l'abscisse du milieu de la deuxième frange sombre
 
$k=n\Rightarrow x_{n}=(2n+1)\dfrac{\lambda}{2}\dfrac{D}{a}$ est l'abscisse du milieu de la $(n+1)^{nième}$ frange sombre

3. Expression de l'interfrange                                                                                                                        

L'interfrange est la distance qui sépare deux franges consécutives de même nature
$$i=x_{k+1}-x_{k}=(k+1)\lambda\dfrac{D}{a}-k\lambda\dfrac{D}{a}\Rightarrow i=\lambda\dfrac{D}{a}$$
 
 

Remarque :

L'ordre d'interférence en un point $M$ de l'écran où la différence de marche est $\delta$, est : $p=\dfrac{\delta}{\lambda}$
 
$\lambda$ étant la longueur d'onde de la radiation
 
Si le point $M$ est le milieu d'une frange brillante, on a alors : $p=\dfrac{\delta}{\lambda}=k$
  
Les franges brillantes ont un ordre d'interférence entier 
 
Si le point $M$ est le milieu d'une frange sombre, on a alors : $p=\dfrac{\delta}{\lambda}=k+\dfrac{1}{2}$
   
Les franges brillantes ont un ordre d'interférence demi-entier 

4. Interférences en lumière blanche

Chacune des lumières monochromatiques formant la lumière blanche donne son propre système de franges (étant incohérente entre elles, elles peuvent interférer).Il y a donc superposition de tous les systèmes de franges.
 
En particulier, la frange centrale, brillante pour chaque longueur d'onde, apparait donc en blanc. De part et d'autre, on voit des franges colorées de plus en plus décalées, jusqu'à l'œil ne soit plus capables de distinguer les franges sombres du reste (on dit qu'il y a brouillage des franges), ce qui donne une impression de blanc grisâtre (blanc d'ordre supérieur) 
 
 

III. Spectre de la lumière et applications

1. Le spectre de la lumière 

1.1. Le spectre visible 

Il est constitué des radiations dans un domaine continu de lumière de longueur d'onde allant du violet $(\lambda=400nm)$ au rouge $(\lambda=800nm)$

1.2. Le rayonnement ultra-violet $(U.V.)$

Il a une longueur d'onde inférieure à $400nm.$ Il est présent dans la haute atmosphère (rayonnement solaire entre autres) et son énergie le rend dangereux . C'est lui qui est responsable du bronzage de la peau et permet la fabrication de la vitamine $D$ de croissance, mais à haute dose, il provoque des brulures et des cancers de la peau.
 
L'atmosphère terrestre en particulier la couche d'ozone, forme écran et une partie d'entre eux atteint la Terre. La couche d'ozone, protégeant la terre,  est donc primondiale, ce qui explique les inquiétudes qui se font jour quant à sa possible disparition.

1.3. Le rayonnement infra-rouge $(I.R.)$

Ces rayonnements sont invisibles pour l'œil humain et transportent de l'énergie thermique. Leur longueur d'onde sont supérieures à $750nm.$ Comme applications, on peut citer les lunettes de nuit, les armes $($les missiles $\mathbb{R})$, la détection par satellite (météorologique militaire...), le diagnostic médical

Remarque : 

Les ondes lumineuses, de même les ondes hertziennes, les rayonnements $\mathbb{R}$, $UV$ et les rayons $X$ et $\gamma$ sont des ondes électromagnétiques 
 
 

2. Applications

Les phénomènes d'interférences dù à la nature ondulatoire de la lumière sont très utilisés dans de nombreux domaines :mesure de la longueur d'onde, d'indice, de faibles épaisseurs, études d'écoulement liquides et gazeux en aérodynamique, résistance des matériaux... L'ensemble de tous ces procédés d'études et de mesures constitue l'interférométrie. Enfin, signalons que les interférences lumineuses sont à la base de la confection des hologrammes ou images en relief, promis à un développement futur important
 
Auteur: 
Amary Thiam & Sidy Mouhamed Ndiaye

Généralités sur les champs magnétiques - champs magnétiques des courants - Ts

Classe: 
Terminale
 
 
Entre deux particules chargées en mouvement relatif et en mouvement par rapport au laboratoire s'exercent des forces qui ne sont pas explicables par la loi de Coulomb : ce sont des forces magnétiques. Ce type de forces s'exerce également entre des aimants.

I. Les aimants

1. Définition

Un aimant est un corps qui possède la propriété d'attirer les corps ferromagnétiques (fer, nickel, cobalt, oxyde magnétique, manganèse et certains alliages.)
 
Un aimant peut être naturel (l'oxyde de fer ou la magnétique) ou artificiel
 
Un aimant artificiel peut être permanent ou temporaire

2. Les pôles de l'aimant 

2.1. Mise en évidence des pôles

Plongeons un aimant dans la limaille de fer. On constate qu'il ne retient la limaille de fer qu'en certaines régions appelées pôles de l'aimant.

2.2. Le pôle nord et le pôle sud

Lorsqu'on donne à aiguille aimantée la possibilité de se mouvoir, autour de son centre de gravité, on constate qu'elle s'aligne suivant la direction sud-nord.
 
Si oriente l'aiguille différemment et revient invariablement à la même position, le même pôle orienté vers le nord  Il y a donc dans un aimant deux pôles différents. Le pôle nord orienté vers le nord, le pôle sud orienté vers le sud
 
 

2.3. Interactions entre les pôles

 
Si on approche un barreau aimanté d'une aiguille aimantée également aimantée et mobile sur un pivot, on s'aperçoit que le pôle sud du barreau aimanté repousse pôle sud de l'aiguille tandis que le pôle nord de l'aiguille est attiré
 
$\bullet\ $Deux pôles de même nom se repoussent
 
$\bullet\ $Deux pôles de noms contraires s'attirent

2.4. Expérience de l'aimant brisé

Si on coupe un aimant en deux, il apparait deux nouveaux aimants. On ne peut isoler un pôle magnétique. Cette expérience suggère que le magnétisme de la matière est une propriété microscopique
 

II. Champ magnétique

1. Définition

On appelle champ magnétique toute région de l'espace dans laquelle l'aiguille aimantée est soumise à des forces magnétiques  
 
 

2. Vecteur champ magnétique

En chacun de ses points, un champ est caractérisé par une grandeur appelée vecteur champ magnétique en ce point. Il est noté $\overrightarrow{B}$
 
 
$\bullet\ $Caractéristiques du vecteur champ magnétique
 
$-\ $Point d'application : le point considéré
 
$-\ $Sens : celui allant du pôle sud au pôle nord de l'aiguille aimantée
 
$-\ $Direction : celle prise par l'aiguille aimantée
 
$-\ $Intensité : mesurée à l'aide d'un télémètre
 
L'unité de champ magnétique $B$ est le Tesla $($symbole $T)$
 
$\bullet\ $Composition des champs magnétiques
 
Le champ magnétique résultant en un point est égal à la somme vectorielle des champs en ce point
$$\overrightarrow{B_{T}}=\sum\overrightarrow{B_{i}}$$

3. Les lignes de champ

Le vecteur représentant le champ magnétique en un point est tangent en ce point à une courbe appelée ligne de champ, ligne orientée dans le même sens que le vecteur champ

Remarques :

Les lignes de champ sont orientées à l'extérieur de la source de champ magnétique, du pôle nord vers le pôle sud. En un point, il ne passe qu'une et une seule ligne de champ ; sinon elles se couperaient, on aurait deux orientations pour $\overrightarrow{B}$ au même point

4. Le spectre magnétique

L'ensemble des lignes de champ forme le spectre de l'aimant considéré. Les grains de limaille de fer qui s'aimantent sous l'action du champ magnétique s'orientent suivant les lignes de champ
 

Remarque :

On dit qu'un champ magnétique est uniforme lorsque le vecteur champ magnétique a même direction, même sens et même intensité en tout point de l'espace champ. Les lignes de champ d'un champ uniforme sont des droites parallèles.
 
Entre les branches d'un aimant en $U$, il existe un champ magnétique uniforme  
 
 

III. Champ magnétique terrestre

1. Mise en évidence du champ magnétique terrestre   

Lorsqu'on donne à une aiguille aimantée la possibilité de se mouvoir librement, on s'aperçoit qu'elle ne prend pas n'importe quelle direction. Elle est soumise à une action qui lui impose la direction à prendre. Cette action est une preuve de l'existence, à la surface de la Terre, d'un champ magnétique terrestre. 
 
Le champ magnétique à la surface de la Terre peut être modélisé par celui d'un aimant droit placé au centre de la Terre et dont la direction fait un angle d'une dizaine de degrés par rapport à l'axe de rotation de la Terre.

 

2. Caractéristiques du vecteur champ magnétique terrestre

2.1. Déclinaison

 
Une aiguille aimantée montée sur un pivot vertical, c'est-à-dire libre de tourner en restant horizontale, ne s'oriente pas rigoureusement selon le méridien où elle se trouve.Elle ne pointe donc pas dans la direction du pôle (Nord géographique) mais dans une direction légèrement différente, vers un pôle appelé pôle magnétique Nord.
 
L'angle $D$ que fait au point $M$ de la direction du pôle magnétique avec la direction du pôle géographique est la déclinaison au point $M$

2.2. Inclinaison

 
Le vecteur champ magnétique contenu dans le plan peut être décomposé en deux vecteurs de ce plan :
 
$-\ $une composante horizontale $\overrightarrow{B_{h}}$ 
 
$-\ $une composante verticale $\overrightarrow{B_{v}}$  
 
La résultante $\overrightarrow{B}$ a pour module : $B=\sqrt{B_{h}^{2}+B_{v}^{2}}$
 
L'angle que fait $\overrightarrow{B_{h}}$ avec $\overrightarrow{B_{v}}$ est appelé inclinaison.
 
L'inclinaison est :
 
$-\ $positive si le vecteur $\overrightarrow{B}$ est en dessous de l'horizontale, c'est-à-dire, quand le pôle nord de l'aiguille aimantée pointe vers le sol
 
$-\ $négative dans le cas contraire

IV. Champ magnétique des courants 

1. Mise en évidence : expérience d'Oersted 

 
Un courant électrique continu circule dans un conducteur lorsque l'interrupteur est fermé. On place une aiguille aimantée sous le conducteur.
 
L'aiguille aimantée dévie une fois l'interrupteur fermé. Un champ magnétique est créé autour de ce conducteur lorsque le courant le traverse
 
La valeur du champ magnétique créé par un circuit électrique est proportionnelle à l'intensité du courant qui parcourt le circuit

2. Champ magnétique crée par un fil infiniment long

 
Caractéristiques du vecteur champ magnétique
 
Le vecteur champ magnétique est caractérisé par :
 
$\ast\ $Direction : Celle indiquée par une aiguille aimantée en ce point.
 
$\ast\ $Sens :
 
$-\ $Celui allant du pôle sud au pôle nord de l'aiguille aimantée.
 
$-\ $La règle d'observation d'Ampère : le bonhomme d'Ampère couché sur le conducteur de façon que le courant aille de ses pieds vers sa tête et regarde le point considéré, son bras gauche indique le sens du champ magnétique $\overrightarrow{B}$
 
$-\ $La règle du tir bouchon de Maxwell : on tire le bouchon placé le long du fil, tournant de sorte qu'il progresse dans le sens du courant. Le sens de rotation donne le sens de $\overrightarrow{B}$ 
 
$-\ $La règle de la main droite : la main droite placée le long du fil, le courant sortant par les doigts, la paume tournée vers le point considéré, le pouce indique le sens du champ magnétique 

Remarque :

La notation $\bigotimes$ indique $\overrightarrow{B}$ est orthogonal au plan de la figure et est sortant
 
La notation $\bigodot$ indique $\overrightarrow{B}$ est orthogonal au plan de la figure et est entrant 
 
$\ast\ $intensité:elle est donnée par la formule : 
$$B=\dfrac{\mu_{0}I}{2\pi d}\quad\text{soit}\quad B=\dfrac{2\cdot 10^{-7}I}{d}$$
 
$I$ en ampères $(A)$
 
$d$ en mètres $(m)$
 
$B$ en teslas $(T)$
 
$\mu_{0}=4\pi\cdot 10^{-7}(SI)$ : perméabilité magnétique du vide

3. Champ magnétique crée par une spire circulaire

 
Une spire parcourue par un courant d'intensité $I$ crée, en son centre, un champ magnétique caractérisé par :
 
$-\ $direction : $\overrightarrow{B}$ orthogonal au plan de la spire
 
$-\ $sens : le sens peut être par la règle de la main droite 
 
$-\ $intensité : l'intensité est donnée par la relation :
$$B=\dfrac{\mu_{0}I}{2R}\quad\text{soit}\quad B=\dfrac{2\cdot 10^{-7}\pi l}{R}$$
 
$R$ en mètres $(m)$
 
$B$ en teslas $(T)$
 
Une bobine plate est formée de N spires circulaires dont le rayon est proche du rayon moyen.
 
 
Le champ magnétique créé au centre de la bobine est donné par la relation :
$$B=\dfrac{\mu_{0}I}{2R}\quad\text{soit}\quad B=\dfrac{2\cdot 10^{-7}\pi NI}{R}$$

Remarque :

Le sens des lignes de champ permet de définir les faces des bobines. Cette définition est faite par analogie avec les aimants.
 
On appelle face nord, la face par laquelle sortent les lignes de champ.
 
On appelle face sud, la face par laquelle entrent les lignes de champ.
 
Lorsqu'on est devant la face sud, le courant circule dans le sens des aiguilles d'une montre
 
 
Lorsqu'on est devant la face nord, le courant circule dans le sens contraire des aiguilles d'une montre
 
 

4. Champ magnétique créé par un solénoïde

Un solénoïde est un enroulement de fil conducteur comportant $N$ spires toutes de même rayon. 
 
La longueur de la bobine est grande devant son rayon $(l\geq 10R)$
 
Le solénoïde parcouru par un courant d'intensité $I$ crée, à l'intérieur du solénoïde, un champ magnétique caractérisé par :
 
$-\ $direction : $\overrightarrow{B}$ dirigé suivant l'axe de la bobine
 
$-\ $sens : le sens peut être par la règle de la main droite 
 
 
$-\ $intensité : l'intensité est donnée par la relation
$$B=\dfrac{\mu_{0}I}{L}\quad\text{soit}\quad B=\dfrac{4\pi\cdot 10^{-7}NI}{L}$$
 
$N$ : Nombre de spires
 
$B$ : en teslas $(L)$
 
On pose $n=\dfrac{N}{L}$ : nombre de spires par mètre $($spires $m^{-1})$, 
$$B=4\pi\cdot 10^{-7}nI$$

5. Champ magnétique créé par les bobines de Helmholtz 

Les bobines de Helmholtz sont constituées de deux enroulements identiques de fil conducteur, de même rayon $R$, de même axe dont les plans sont distants de $R.$
 
Lorsque les enroulements sont parcourus par des courants de même sens et de même intensité, on montre qu'il règne dans l'espace délimité par les bobines un champ magnétique.
 
 
Le champ magnétique entre les bobines est pratiquement uniforme   
$$B=\dfrac{0.72\mu_{0}I}{2R}\quad\text{soit}\quad B=\dfrac{9\cdot 10^{-7}NI}{R}$$
 

Auteur: 
Amary Thiam & Sidy Mouhamed Ndiaye

Devoir n°4 - Physique chimie - 1er S2

Classe: 
Première

Exercice 1  8 points

1. L'analyse élémentaire quantitative en vue de déterminer la composition centésimale d'un carbure d'hydrogène $C_{x}H_{y}$ a donné les résultats suivants :

$\ast\ C\ :\ 83.3\%H\ :\ 16.7\%$

$\ast\ $densité de vapeur par rapport à l'air : $d=2.48$

1.1. Déterminer Sa formule brute.

1.2. Écrire les diverses formules semi-développées possibles (isomères)

1.3. Sachant que l'action du dichlore sur le composé étudié ne donne qu'un seul dérivé monosubstitué, quel est le corps étudié ?

1.4. On fait brûler une masse $m=10.0\,g$ de ce composé dans un volume d'air $(V=10L$ mesuré dans les $C.N.T.P.)$ : la combustion donne du dioxyde de carbone et de l'eau.

L'air contenant $20\%$ de dioxygène en volume, la totalité du composé a-t-il réagi ?

Sinon, quelle masse $m'$ reste-t-il ?

On donne :  $V_{M}=22.4\,L\cdot mol^{-1}$

2. La combustion complète d'un mélange de $50.0\,cm^{3}$ de propane et d'éthane a fourni $120\,cm^{3}$ de dioxyde de carbone.

2.1. Écrire les équations des réactions de combustion complète de l'éthane et du propane

2.2. Calculer la composition massique centésimale du mélange et le volume de dioxygène nécessaire à cette combustion.

Exercice 2  5 points

Un pendule simple est constitué d'une petite bille assimilable à un point matériel, de masse $m=50\,g.$ Attachée à un fil inextensible de longueur $l=40\,cm.$

L'ensemble est fixé en un point $O$ et on considère que les forces de frottements sont négligeables. $(g=9.81\,N\cdot kg^{-1})$

1. On écarte le pendule de sa position d'équilibre d'un angle $\alpha_{0}=40^{\circ}$ $($position $A$ de la bille$).$ On le lâche sans vitesse initiale. On repère la position du pendule par la valeur $\alpha$ de l'angle que fait le fil avec la verticale.

Exprimer le travail des forces s'exerçant sur la bille lorsque l'angle que fait le fil avec la verticale passe de la valeur $\alpha_{0}$ à la valeur $\alpha.$

2. Exprimer la valeur de la vitesse de la bille lorsque l'angle que fait le fil avec la verticale a pour valeur $\alpha$

3. Calculer sa vitesse en $B.$

4. Le pendule oscille autour de sa position d'équilibre. Pour quelles valeurs de $\alpha$ la vitesse de la bille est-elle nulle ?

Exercice 3  7 points

Un solide $(S)$ supposé ponctuel, de masse $m=100\,g$ se déplace sur une piste $ABCDE.$ La piste $AB$ se raccorde tangentiellement à la partie circulaire $BC$ de rayon $R=0.8\,m$ et d'angle au centre $\alpha=60^{\circ}.$

La partie horizontale est de longueur $CD=d=3m.$ ; $(S)$ est lâché sans vitesse initial du point $A$ tel que $AB=h$ et arrive au point $C$ avec une vitesse de module $V_{C}=5\,m\cdot s^{-1}.$

1. Énoncer le théorème de l'énergie cinétique. Donner son expression.    

2. On suppose que les frottements sont négligeables sur la piste $ABC.$ Par application du théorème de l'énergie cinétique trouver :

2.1. Le module de la vitesse $V_{B}$ de passage du solide par le point $B.$

2.2. La hauteur $h$

2.3. L'expression de la vitesse $V_{D}$ au point $D$ en fonction de $m$, $R$, $g$, $\alpha$ et $V_{B}$

Calculer sa valeur.

3. Entre $C$ et $D$ existe une force de frottement $f$ constante et colinéaire au vecteur vitesse ; ainsi $(S)$ arrive au point $D$ avec une vitesse de valeur $V_{D}=2\,m\cdot s^{-1}$

Trouver par application dû théorème de l'énergie cinétique, l'expression de l'intensité de $f$

Faire l'application numérique.

4. Entre $D$ et $E$ la force de frottement $f=2N$ ; ainsi $(S)$ arrive au point $E$ avec une vitesse nulle.

Trouver l'expression de la distance $DE.$

Faire l'application numérique.
$$\text{Durée 2h 30min}$$
 

Série d'exercices sur les Matières plastiques - TL2

Classe: 
Terminale
 

Exercice 1 

Les applications multiples des matières plastiques sont dues à leurs propriétés légères, solides, transparentes, imperméables, facilement façonnables, peu coûteuses, inaltérables, isolantes etc...Mais leur succès pose problème. Leur élimination est rendue difficile en raison de leur durée de vie élevée et leur faible biodégradabilité. De ce fait leur accumulation dans l'environnement et par conséquent, leur recyclage semble inévitable. L'incinération est une alternative qui présente l'avantage d'éliminer les déchets plastiques difficilement triables. De plus, l'énergie fournie par cette combustion est transformée en énergie électrique ou récupérée pour chauffer certains immeubles. Néanmoins l'incinération rejette dans l'atmosphère de nombreux gaz dont certains contribuent au réchauffement de la planète par effet de serre. De nouvelles pistes de recherche sont explorées pour valoriser les matières plastiques après usage; non seulement il est nécessaire de préserver la nature, mais il faut également éviter l'épuisement des matières premières nécessaires à leur fabrication, le pétrole notamment. La voie la plus récente s'oriente vers les plastiques biodégradables et les bioplastiques.
 
1. Donner un titre au texte. 
 
2. Définir les mots : recyclage, biodégradable. 
 
3. Pourquoi note-t-on une accumulation de matières plastiques dans l'environnement ? 
 
4. Quels sont les avantages et les inconvénients des solutions préconisées pour éliminer les matières plastiques.

Exercice 2

1. Recopier et compléter les phrases 
 
1.1. Par chauffage, on peut classer les matières plastiques en deux categories : les ................ qui fondent sous l'action de la chaleur et les .................... qui ................ sous l'action de la chaleur 
 
1.2. Le degré de polymérisation d'un polymère est le nombre de ........... que comporte chacune de ses macromolécules.
 
1.3. Le polystyrène résulte de la polymérisation du monomère appelé ........... Le nombre moyen de ............... que comporte la macromolécule est appelé..................de polymérisation
 
2. Choisir la bonne réponse et justifier
 
2.1. Lors du test de Belstein la couleur verte prise par la flamme montre que le matériau considéré contient :
 
a) du chlore ;                        
 
b) du sodium ;                                                          
 
c) du fluor
 
2.2. Lorsqu'on achète un appareil électroménager, on trouve dans le carton un emballage blanc, solide, léger, il s'agit d'un :
 
a) $P V C$ ;                             
 
c) polyéthylène ;                                                   
 
d) polystyrène
 
3. Répondre par Vrai ou faux. Corriger si c'est faux
 
3.1. Les polymères qui à froid retrouvent leur forme initiale après déformation sont des thermodurcissables
 
3.1. Le $PVC$ est issu d'une réaction de polycondensation

Exercice 3

On réalise la polymérisation de l'éthylène $(CH_{2}=CH_{2})$, l'indice de polymérisation obtenu est $n=15\cdot10^{3}.$
 
3.1. Quels sont le nom du composé obtenu et son abréviation ?
 
3.2. Écrire l'équation de cette polymérisation. 
 
3.3. Calculer la masse molaire moléculaire du composé obtenu.
 
3.4. Quel est le volume d'éthylène nécessaire dans les conditions normales de température et de pression à l'obtention de $100\,kg$ du polymère ?
 
On donne : 
 
$M(H)=1g/mol$ ; 
 
$M(C)=12g/mol.$ 
 
Volume molaire : $V_{m}=22.4L/mol$

Exercice 4 

Données, masses molaires, en $g/mol$ : 
 
$M(H)=1$ ; 
 
$M(C)=12$ ; 
 
$M(O)=16$ ; 
 
$M(Cl)=35.5.$
 
Le $1\;,\ 1-$dichloroéthylène est un puissant solvant très inflammable de formule brute $C_{2}H_{2}Cl_{2}.$
 
On étudie sa réaction de polymérisation.
 
1. Écrire la formule semi-développée du $1\;,\ 1-$dichloroéthylène.
 
Pourquoi le $1\;,\ 1-$dichloroéthylène peut-il se polymériser ? 
 
2. Écrire l'équation de la réaction de polymérisation de ce composé. 
 
3. Nommer, dans le système international, le polymère obtenu. 
 
4. La masse molaire moyenne du polymère est $M=12\,kg\cdot mol^{-1}.$ 
 
Calculer son degré de polymérisation.
 
5. La combustion de ce polymère est déconseillée du fait du dégagement d'un gaz polluant et d'un gaz toxique. 
 
Nommer ces deux gaz. 

Exercice 5

Le polychlorure de vinylidène $(C_{x}H_{y}Cl_{z})_{n}$ est un polymère obtenu par polymérisation. L'analyse montre qu'il contient en masse $73.2\%$ de chlore ; $24.8\%$ de carbone et $2\%$ d'hydrogène
 
1. Le polymère a une masse molaire moyenne de $121kg/mol$ et un degré de polymérisation de $1250.$
 
Calculer la masse molaire $Mo$ du monomère $A.$
 
2. Déterminer la formule brute du monomère $A$
 
3. Donner les deux formules semi-développées de $A$
 
4. Sachant que dans le momère $A$, les deux atomes de chlore sur le même atome de carbone, donner le motif du polychlorure de vinylidène 
 
On donne en $g/mol$ : $C$ : $12$ ; $Cl$ : $35.5$ ; $H$ : $1$

Exercice 6

Depuis quelques années, sont apparues des fibres à base de polymères utilisées pour la fabrication des vêtements de hautes performances (imperméables et respirant, coupe-vent...).
 
Pour former un des polymères on utilise, comme molécule de base, le tétrafluoréthylène $(T.F.E)$ de formule $CF_{2}=CF_{2}$
 
1. Écrire l'équation de polyaddition qui conduit au polymère nommé le Polytétrafluoroéthylène $(P.T.F.E)$
 
2. On détermine par analyse l'indice  de polymérisation d'un échantillon de $P.T.F.E$ est $n=1000$
 
Déterminer alors la masse molaire moyenne du polymère
 
3. Le polymère précédent est formé par polyaddition. Citer alors deux autres familles de polymères obtenues par ce type de réaction
 
Données : 
 
$M(C)=12g\cdot mol^{-1}$ ; 
 
$M(F)=1912g\cdot mol^{-1}$

Exercice 7

1. Après production au niveau de la centrale, l'électricité fournie par la Société nationale d'électricité du Sénégal « Senelec » est transportée à haute tension sur de très longues distances par des câbles mais elle est utilisée à domestique à basse tension.
 
1.1. Expliquer pourquoi le courant électrique est transporté à haute tension de la centrale de production vers les utilisateurs.
 
1.2. Utilise-t-on un transformateur abaisseur de tension ou élévateur de tension au sortir de la centrale électrique ?
 
3.2. La facture d'électricité délivrée par la Senelec est calculée sur la base de la quantité d'énergie électrique consommée par l'utilisateur et mesurée par le compteur électrique.
 
A titre d'exemple, la facture d'électricité d'un « goorgoorlu » se présente comme suit :
$$\begin{array}{|l|l|l|l|} \hline \text{Tranche}&\text{Consommation (kWh)}&\text{Tarif (CFA/kWh)}&\text{Montant}\\ \hline \text{1er tranche}&160&106.4&\\ \hline \text{2e tranche}&160&114.2&\\ \hline \text{2e tranche}&160&114.2&\\ \hline \text{3e tranche}&96&117.3&\\ \hline \text{Total}&96&117.3&\\ \hline\end{array}$$
 
2.1. Sur la facture, l'énergie électrique consommée est exprimée en $kWh.$
 
a) Rappeler le nom et le symbole de l'unité d'énergie dans le Système International (SI)
 
b) Convertir $1\,kWh$ en unité SI
 
2.2. Quelle est la consommation totale du « goorgoorlu » en $kWh$ et quel est le montant en $C.F.A$ qu'il doit, hors taxe ? 
 
Recopier le tableau et y reporter les valeurs trouvées. 
 
2.3. Ce goorgoorlu doit en outre payer une taxe communale qui s'élève à $2.5\%$ du montant hors taxe, une redevance qui s'élève à $920\ F$ et la taxe sur la valeur ajoutée $(T.V.A)$ dont le montant est $18\%$ hors taxe.
 
Calculer la somme nette que ce « goorgoorlu doit à la Senelec.
 
Auteur: 
Sidy Mouhamed Ndiaye

Devoir n°8 - Physique chimie - TL2

Classe: 
Terminale
 

Exercice 1

Lire attentivement ce texte avant de répondre aux questions
Les bioplastiques, également appelés $PLA$ (Poly Lactic Acid), sont issus de ressources renouvelables agrosourcées, parmi lesquelles on trouve des céréales (maïs, blé, pois), des tubercules (betteraves sucrières, patates douces), des oléagineux (huile de ricin), des plantes sucrières (cannes à sucre) ou des protéagineux. Ces plastiques végétaux, qui peuvent se substituer aux techniques pétrochimiques ou être associés à des polymères pétroliers (un bioplastique peut contenir $40\%$ à $100\%$ de matière végétale), sont pour la plupart biodégradables, et ont le mérite de s'affranchir de ressources tarissables (et couteuses, au vu des hausses fréquentes du prix du pétrole), comme de réduire les émissions de $CO_{2}.$ Cependant, le traitement du plastique biosourcé entraine cependant une importante consommation d'eau, et la recherche s'oriente aujourd'hui vers la conception de procédés secs, plus économes, et donc plus écologiques. Notons que certains bioplastiques de seconde génération à la fois biodégradables, compostables et conçus à partir de déchets alimentaires ou de bois, affichent un bilan carbone proche de zéro. A l'heure actuelle, un certain nombre de produits d'usage courant (emballages, sacs, ustensiles de cuisine, bouteilles d'eau, rasoirs, films alimentaires) sont fabriqués avec des bioplastiques, mais leur utilisation demeure cependant marginale. Le recyclage des plastiques d'origine végétale et non biodégradable $(PET$ et $PE$ biosourcés par exemple$)$, en voie d'amélioration, pourrait à terme permettre de réconcilier un peu plus matières plastiques et environnement, en figurant parmi les déchets plastiques recyclables au sein des filières de valorisation du plastique déjà existantes. En revanche, certains polymères biodégradables comme le $PLA$ ou les $PHA$ ne sont pas assez efficacement identifiés au cours des phases de tri des déchets plastiques pour ne pas perturber le processus de recyclage du plastique actuel
 
1.1. Donner un titre à ce texte
 
1.2. Définir les mots soulignés 
 
1.3. Quels bénéfices offrent les bioplastiques ?
 
1.4. Quelles sont les applications les plus courantes des bioplastiques ?
 
1.5. Quels sont les intérêts des bioplastiques biodégradables ?

Exercice 2

A. Répondre par vrai ou faux et corriger si la réponse est fausse
 
2.1. Un alternateur convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.
 
2.2. L'énergie cinétique est la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie mécanique 
 
2.3. Les plastiques conduisent l'électricité 
 
B. Choisir la bonne réponse
 
2.4. L'indice de polymérisation d'un polymère est égal au nombre :
 
a) D'atomes de carbone dans chacun de ses macromolécules     
 
b) Moyen de motifs         
 
c) de molécules
 
2.5. Une matière plastique est un :
 
a) Mélange de polymère                        
 
b) Mélange de polymère d'indices de polymérisations voisines et d'adjuvants                                         
 
c) Composé organique naturel
 
C. Dire quelles sont les formes d'énergie évoquées dans les situations suivantes :
 
2.6. Une ampoule est allumée à l'aide d'une pile : ..............
 
2.7. De l'eau est chauffée dans une bouilloire électrique : ................
 
2.8. Un moteur entraine une charge : ....................
 
2.9. Les panneaux photovoltaïques qui équipent de nombreux bâtiments ont un meilleur rendement dans les régions ensoleillées : ..................
 
2.10. Un cycliste pédale sur son vélo : mécanique
 
2.11. L'énergie dégagée par les atomes d'uranium qui est utilisé au sein du réacteur d'une centrale nucléaire : ......................

Exercice 3

Cinq types de sources d'énergie produisent de l'énergie électrique :
 
$-\ $L'eau (centrale hydroélectrique)
 
$-\ $L'uranium enrichi (centrale nucléaire)
 
$-\ $Le pétrole (centrale thermique)
 
$-\ $Le soleil (cellule photovoltaïque, panneau solaire)
 
$-\ $Le vent (éolienne)
 
1. Compléter le tableau avec les mots ou groupe de mots : Cellules photovoltaïques, éolienne, l'eau, centrale thermique, uranium
$$\begin{array}{|l|l|} \hline \text{Système de production d’énergie électrique}&\text{Source d'énergie}\\ \hline .................&\text{Soleil}\\ \hline ...................&\text{Vent}\\ \hline \text{Réacteur nucléaire}&................\\ \hline ..................&\text{Pétrole}\\ \hline \text{Barrages}&................\\ \hline \end{array}$$
 
2. Indiquer par une croix dans le tableau suivant ci-dessous, si ces énergies sont renouvelables ou non.
$$\begin{array}{|l|l|l|} \hline \text{Source d'énergie}&\text{Renouvelable}&\text{Non renouvelable}\\ \hline \text{Uranium}& &\\ \hline \text{Vent}& &\\ \hline \text{Pétrole }& &\\ \hline \text{Eau}& &\\ \hline \text{Soleil}& &\\ \hline \end{array}$$
 
3. Parmi ces sources d'énergie, l'une d'entre elles peut-être à la fois stockée et renouvelable. Laquelle ? 

Exercice 4         

Un transformateur est composé de deux bobines :
 
$-\ $Le primaire comportant $N_{1}=1000$ spires est parcouru par un courant alternatif sinusoïdale, d'intensité efficace $I_{1}=0.5\,A$ et est soumis à une tension alternative sinusoïdale de valeur efficace $U_{1}=220V$ et une puissance moyenne $P_{m_{1}}=99W.$
 
$-\ $Le secondaire comportant $N_{2}=55$ spires est soumis à la puissance moyenne $P_{m_{1}}=8.55W.$
 
3.1. Calculer le rapport de transformation m de ce transformateur. Ce transformateur est-il abaisseur ou élévateur de tension ? Justifier la réponse. 
 
3.2. En déduire les valeurs des grandeurs électriques $U_{2}$ et $I_{2}$ correspondantes au circuit secondaire. 
 
3.3. Calculer les facteurs de puissance $k_{1}$ et $k_{2}$ correspondants au primaire et au secondaire. 
 
3.4. Calculer le rendement $\rho$ de ce transformateur. 
$$\text{Durée : 3heures}$$
 
Auteur: 
Sidy Mouhamed Ndiaye

Devoir n°4 - Physique chimie - 2nd L

Classe: 
Seconde
 

Exercice 1

Charles de Cistenay Dufay est né à Paris en 1698. L'histoire a retenu de lui qu'il fût le premier à comprendre grâce à ses expériences qu'on devait distinguer deux sortes d'électricité. Voici des extraits de son rapport à l'Académie des sciences :
 
"On frotte un tube de verre pour le rendre électrique, et, le tenant dans une situation bien horizontale, on laisse tomber dessus une parcelle de feuille d'or. [...] Sitôt qu'elle a touché le tube, elle est repoussée en haut, à la distance de 8 ou 10 pouces et elle demeure presque immobile en cet endroit [...] Il demeure donc constante que les corps devenus électriques sont chassés par ceux qui les ont rendus électriques [...] car [...] lorsqu'on laisse tomber la feuille sur le tube, il attire vivement cette feuille qui n'est nullement électrique, mais dès qu'elle a touché le tube [...], elle est rendue électrique elle-même, et, par conséquent, elle en est repoussée, et s'en tient toujours éloignée. [...] Ce qui me déconcerta prodigieusement fut l'expérience suivante : ayant élevé en l'air une feuille d'or par le moyen du tube, j'en approchai un morceau de gomme copal frotté et rendu électrique ; la feuille fut s'y attacher sur le champ. [...] J'avoue que je m'attendais à un résultat tout contraire parce que, selon mon raisonnement, le copal, qui était électrique, devait repousser la feuille qui l'était aussi ; je répétai l'expérience un grand nombre de fois. [...] La même chose arriva en approchant de la feuille un morceau d'ambre ou de cire d'Espagne frotté. Après plusieurs tentatives, qui ne me satisfaisaient nullement, j'approchai de la feuille chassée par le tube une boule de cristal de roche frottée et rendue électrique : elle repoussa cette feuille de même que le tube. Un autre tube de verre la chassa de même. Enfin, je ne pus pas douter que le verre et le cristal de roche ne fissent précisément le contraire de la gomme copal, de l'ambre et de la cire d'Espagne, en sorte que la feuille repoussée par les uns à cause de l'électricité qu'elle avait, était attirée par les autres ; cela me fit penser qu'il y avait peut-être deux genres d'électricité différents et je fus confirmé dans ces idées par les expériences suivantes. [...] Voilà donc deux électricités bien démontrées et je ne puis me dispenser de leur donner des noms différents. [...] J'appellerai donc l'une électricité vitrée, l'autre électricité résineuse [...] parce que le verre et le copal sont les deux matières qui m'ont donné lieu de découvrir ces deux différentes électricités"
 
1.1. Découper pour les séparer les passages du texte où Dufay livre des faits expérimentaux et ceux où il les interprète. Numérotez clairement les trois expériences de Dufay, d'une part, et les deux modèles d'interprétation successifs qu'il nous livre, d'autre part.
                                                                
1.2. Quels sont ces deux modèles ?                                   
 
1.3. Expliquer pourquoi les faits expérimentaux de la seconde expérience sont en contradiction avec l'interprétation qui suit la première expérience.                                                             
 
1.4. Que change alors Dufay dans son modèle d'explication ?   
 
Dufay fait alors une troisième expérience et se sert d'un objet de référence chargé, pour déterminer ses deux classes de corps électriques. 
 
1.5. De quel objet de référence s'agit-il ?                                                                                                               
 
1.6. Quel terme a remplacé, d'après vous, aujourd'hui l'expression corps électrique du vocabulaire scientifique ? 

Exercice 2

2.1. Compléter le tableau suivant
$$\begin{array}{|l|l|l|l|} \hline \text{Mélange}&\text{Sorte de mélange}&\text{Procédé de séparation}&\text{Justification}\\ \hline \text{Vinaigrette}& & &\\ \hline \text{Orange pressée}&\text{hétérogène}& &\\ \hline \text{Eau du robinet}&& &\\ \hline \text{Eau et sable}&& &\\ \hline \text{Eau sucrée}&& &\\ \hline \text{Air}&& &\\ \hline \text{Vin}&& &\\ \hline \end{array}$$
 
2.2. Recopier et compléter les phrases suivantes.
 
a) Pour séparer les constituants d'un mélange, on peut utiliser la ...........
 
b) Lorsqu'on laisse reposer un mélange, on réalise une ........
 
c) La ........... est un procédé de séparation de certains constituants d'un mélange homogène : c'est une .......... suivie d'une ...........

Exercice 3

 
Horizontal
 
1. Procédé que l'on emploie pour séparer les constituants d'un mélange homogène.
 
2. Instrument de forme conique et terminé par un tube.
 
3. Procédé que l'on emploie pour séparer les constituants d'un mélange hétérogène.
 
4. Qui n'est mélangé à rien d'autre.
 
5. Procédé que l'on emploie pour séparer les constituants d'un mélange hétérogène.
 
6. Mélange homogène que l'on boit et qui contient de l'alcool.
 
7. Mélange où on peut distinguer ses constituants.
 
8. Mélange où on ne peut pas distinguer ses constituants.
 
Vertical
 
1. Changement d'état nécessaire pendant la distillation.
 
2. Ensemble de plusieurs substances.
 
3. Mélange homogène gazeux qui contient azote et oxygène.
 
4. Changement d'état nécessaire pendant la distillation.
 
5. Instrument en verre que l'on emploie pour distiller un mélange.
 
6. Si elle provient du robinet, elle n'est pas pure. 
$$\text{Durée : 2H}$$
 
Auteur: 
Sidy Mouhamed Ndiaye

Devoir n°3 - Physique chimie - 1er L2

Classe: 
Première
 

Exercice 1

Compléter ce texte avec les mots ou groupe de mots suivants : oxydes de carbone ; organique ; biologique ; chimie ; minérale ; carbone ; chimie organique ; caractère minéral ; végétale ; animal ; carbures. A l'origine, la $\ldots\ldots$ étudiait les substances des êtres vivants appartenant au monde $\ldots\ldots$ ou végétal. Elle s'opposait à la chimie $\ldots\ldots$ (chimie inorganique) qui se consacrait aux substances extraites du monde minéral, c'est-à-dire provenant des roches, des eaux naturelles, de l'atmosphère. Ce n'est qu'en $1828$ Wöhler (chimiste allemand) réussit à créer l'urée substance $\ldots\ldots$ à partir d'un composé minéral. On comprit alors que la chimie organique obéissait aux mêmes règles que la $\ldots\ldots$ minérale Mais la distinction demeure en raison entre autres des propriétés particulières des composés organiques par rapport aux composés minéraux. Ainsi les composés organiques (pétroles, gaz naturel, alcool...) sont presque combustibles, ce qui est rarement le cas des composés minéraux La chimie organique est la chimie des composés du $\ldots\ldots$ Certains sont d'origine naturelle, animale ou $\ldots\ldots$ d'où l'appellation "organique" (s'oppose à la chimie minérale). Les médicaments, matières plastiques, fibres synthétiques, peintures, additifs alimentaires sont des produits de la chimie $\ldots\ldots$ obtenus par synthèse, c'est à dire par formation d'une molécule à partir de molécules plus simples. En fait il faut en exclure le carbone, les $\ldots\ldots$ les carbonates, les cyanures les $\ldots\ldots$ qui ont tous un $\ldots\ldots$

Exercice 2

2.1. Compléter les phrases suivantes avec le mot ou le groupe de mots suivants : cycloalcanes ; chaine principale ; alcanes
 
Les hydrocarbures saturés acycliques ont pour formule $\ldots\ldots$ et sont appelés $\ldots\ldots$
 
Les hydrocarbures saturés cycliques sont appelés $\ldots\ldots$ Les monocycliques ont pour formule $C_{n}H_{2n}$
 
Pour nommer un alcane ramifié, on commence par repérer la $\ldots\ldots$ C'est la chaîne linéaire renfermant le nombre maximum d'atomes de carbone
 
2.2. Le cétane $C_{16}H_{34}$ est le constituant essentiel du gazole. Sa combustion complète dans l'oxygène de l'air donne du dioxyde de carbone et de l'eau. Recopier et équilibrer l'équation de la combustion suivante 
$$C_{16}H_{34}\ +\ \ldots\ O_{2}\ \longrightarrow\ \ldots\ CO_{2}\ +\ \ldots\ H_{2}O$$
2.3. Indiquer, en recopiant leur formule brute sur la copie, les alcanes parmi les hydrocarbures suivants : 
$C_{2}H_{2}\;;\ C_{5}H_{12}\;;\ C_{5}H_{8}\;;\ C_{3}H_{6}\;;\ C_{9}H_{20}\;;\ C_{12}H_{26}\;;\ C_{11}H_{22}\;;\ C_{17}H_{36}\;;\ C_{15}H_{28}\ $ et $\ C_{6}H_{6}$

Exercice 3

3.1. Nommer les alcanes suivants : 
 
 
 
 
 
3.2. Écrire les formules semi- développées des hydrocarbures dont les noms suivants :
 
a) $2.3-$diméthylhexane ;      
 
b) $2\;,\ 2.4-$triméthylpentane ;   
 
c) $3\;,\ 4.5-$triméthyloctane ;
 
d) $6-$éthyl$-2-$méthyl$-4-$propylnonane ; 
 
e) $1-$chloro$-2-$méthylpropane ; 
 
f) $3-$bromo$-4-$éthyloctane
 
g) $4-$éthyl$-3-$méthylheptane ;   
 
h) $2.3-$diméthylpentane
 
3.3. On procède à la microanalyse d'un corps $A$ de formule brute $C_{x}H_{y}Cl$ qui est un produit de substitution monochloré d'un alcane. Les pourcentages en masse trouvés pour les éléments $C$, $Cl$ et $H$ présent dans $A$ sont : $\%C=45\;;\ 86\%\;;\ \%Cl=45.21\%\ $ et $\ \%H=8.93$
 
3.3.1. Déterminer la formule brute du corps $A.$
 
3.3.2. Quelle est la formule semi développée de $A$ sachant que sa molécule possède deux groupes méthyle ? Nommer-le. 
$$\text{Durée : 2h 30mn}$$ 
 
Auteur: 
Sidy Mouhamed Ndiaye

Devoir n°7 - Physique chimie - TL2

Classe: 
Terminale
 

Exercice 1                 

Lire attentivement ce texte avant de répondre aux questions
 
Il n'existe que deux types de polystyrèniques majeurs, le polystyrène $(PS)$ et les copolymères styrèniques (SAN, ABS, MBS, SBS ou SIS). Il faut toutefois distinguer différentes catégories de $PS$ : le polystyrène standard, ou cristal, à cause de sa transparence (il est particulièrement rigide et fragile), le polystyrène choc, plus souple, le polystyrène chaleur, qui résiste mieux aux très hautes températures et le polystyrène expansé (bulles de gaz). Le $PS$, solide jusqu'à $140^{\circ}$ degrés, cap au-delà duquel il se fluidifie, peut être livré commercialement sous la forme de de poudres, de granulés, de billes, de pâtes, de solutions ou de demi-produits (plaques, tubes, feuilles etc.). Également fabriqué à l'aide d'adjuvants chimiques, comme divers plastifiants ou solvants, quelque charges et un certain nombre de pigments, il entre dans la composition des pots de yaourts, des barquettes, des armoires de toilette, et des contre-portes de réfrigérateurs ou de congélateurs. Les copolymères styréniques, quant à eux, sont des améliorations physiques et chimiques du polystyrène. Ils servent à fabriquer un très grand nombre de produits, comme des boitiers d'ordinateurs, des filtres à café, des bocaux, des emballages cosmétiques, des capots d'aspirateurs et même des brosses à dents. Certains déchets plastiques en $PS$ et en $ABS$ font partie des plastiques recyclables et recyclés par Paprec. La gestion des déchets en $PS$ permet notamment de recréer des films, des emballages, ou des matériaux d'isolation.
 
1.1. Donner un titre à ce texte
 
1.2. Quels sont les types de polystyrènes ?
 
1.3. Citer quelques applications de ces polymères
 
1.4. Définir les mots soulignés du texte
 
1.5. Citer les catégories de PS et préciser certaines propriétés de ses polymères
 
1.6. Énumérer les différents sigles des polystyrènes

Exercice 2    

Compléter ce texte avec les mots suivants : condensation ; molécule : homopolymère ; addition ; copolymère ; macromolécules ; polymères               
 
2.1. Les ........ sont parmi les produits chimiques ayant le plus d'applications industrielles. Ce sont des ........obtenues par la combinaison d'un grand nombre de molécules plus petites. Les polymères ont une masse molaire très importante. 
 
2.2. Le monomère est le nom donné à la petite .......... à partir de laquelle est formée la macromolécule. La réaction est une polymérisation. 
 
On a divisé en deux catégories l'ensemble des polymères : 
 
2.3. Les polymères d'........., obtenus par l'enchaînement d'un grand nombre de molécules monomères ; si ces molécules sont identiques on obtient un ........., par contre si les monomères sont différents (en général deux) on obtient un ............
 
2.4.  Les polymères de.........., obtenus par la condensation d'un grand nombre de molécules, cette réaction s'effectuant avec l'élimination d'une petite molécule, en général l'eau. Il existe une très grande variété de polymères, qui sont de plus en plus diversifiés. 

Exercice 3

Le polystyrène obtenu par polyaddition du styrène est un isolant phonique et thermique très utilisé.
 
 
3.1. Définir les termes suivants : motif ; polymère, indice de polymérisation et monomère
 
3.2. Écrire l'équation-bilan de la réaction de polymérisation de styrène.
 
3.3. Nommer le polymère obtenu
 
3.4. Quelles sont les catégories de $PS$
 
3.5. Le type de polymère étudié a une masse molaire moyenne égale à $208kg\cdot mol^{-1}.$
 
3.6. Calculer l'indice de polymérisation 
 
3.7. De quel type de polymérisation s'agit-il ? 
 
On donne les masses molaires atomiques
 
$-\ $de l'élément hydrogène : $M(H)=1.0g\cdot mol^{-1}.$
 
$-\ $de l'élément carbone : $M(C)=12g\cdot mol$
$$\text{Durée : 2h 30min}$$
 
Auteur: 
Sidy Mouhamed Ndiaye

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