Spécialité en physique chimie
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Created on January 30, 2019
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Spécialité Physique Chimie
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Ondes et signaux La lumière : images et couleurs, modèles ondulatoire et particulaire Images et couleurs Relation de conjugaison d’une lentille mince convergente.Grandissement. Image réelle, image virtuelle, image droite, image renverséeCouleur blanche, couleurs complémentaires. Couleur des objets. Synthèse additive, synthèse soustractive. Absorption, diffusion, transmission.Vision des couleurs et trichromie.Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière Domaines des ondes électromagnétiques. Relation entre longueur d’onde, célérité de la lumière et fréquenceLe photon. Énergie d’un photon. Description qualitative de l’interaction lumière-matière : absorption et émission. Quantification des niveaux d’énergie des atomes.
L’énergie : conversions et transferts Aspects énergétiques des phénomènes électriques Porteur de charge électrique. Lien entre intensité d’un courant continu et débit de charges.Modèle d’une source réelle de tension continue comme association en série d’une source idéale de tension continue et d’une résistance.Puissance et énergie. Bilan de puissance dans un circuit. Effet Joule. Cas des dipôles ohmiques. Rendement d’un convertisseur.Aspects énergétiques des phénomènes mécaniques Énergie cinétique d’un système modélisé par un point matériel. Travail d’une force. Expression du travail dans le cas d'une force constante. Théorème de l’énergie cinétique.Forces conservatives. Énergie potentielle. Cas du champ de pesanteur terrestre.Forces non-conservatives : exemple des frottements.Énergie mécanique. Conservation et non conservation de l’énergie mécanique. Gain ou dissipation d’énergie.
Mouvement et interactions Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ Charge électrique, interaction électrostatique, influence électrostatique. Loi de Coulomb.Force de gravitation et champ de gravitation. Force électrostatique et champ électrostatique. Description d’un fluide au repos Échelles de description. Grandeurs macroscopiques de description d’un fluide au repos :masse volumique, pression, température.Modèle de comportement d’un gaz : loi de MariotteActions exercées par un fluide sur une surface : forces pressantes.Loi fondamentale de la statique des fluides.Mouvement d’un système Vecteur variation de vitesse. Lien entre la variation du vecteur vitesse d’un système modélisé par un point matériel entre deux instants voisins et la somme des forces appliquées sur celui-ci. Rôle de la masse.
Ondes mécaniques Onde mécanique progressive. Grandeurs physiques associéesCélérité d’une onde. Retard.Ondes mécaniques périodiques. Ondes sinusoïdales. Période. Longueur d'onde. Relation entre période, longueur d’onde et célérité.
Suivi de l’évolution d’un système Détermination de la composition du système initial à l’aide de grandeurs physiques Relation entre masse molaire d’une espèce, masse des entités et constante d’Avogadro. Masse molaire atomique d’un élément.Volume molaire d’un gaz.Concentration en quantité de matière.Absorbance, spectre d’absorption, couleur d’une espèce en solution, loi de Beer-Lambert. Suivi et modélisation de l’évolution d’un système chimique Transformation modélisée par une réaction d’oxydo-réduction : oxydant, réducteur, couple oxydant-réducteur, demi-équation électronique.Évolution des quantités de matière lors d’une transformation. État initial, notion d’avancement (mol), tableau d’avancement, état final. Avancement final, avancement maximal. Transformations totale et non totale. Mélanges stœchiométriques. Détermination d’une quantité de matière grâce à une transformation chimique Titrage avec suivi colorimétrique. Réaction d’oxydo-réduction support du titrage ; changement de réactif limitant au cours du titrage. Définition et repérage de l’équivalence.
De la structure des entités aux propriétés physiques de la matière De la structure à la polarité d’une entité Schéma de Lewis d’une molécule, d’un ion mono ou polyatomique. Lacune électroniqueGéométrie des entitésÉlectronégativité des atomes, évolution dans le tableau périodique. Polarisation d’une liaison covalente, polarité d’une entité moléculaire.De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité/miscibilité d’espèces chimiques Cohésion dans un solide. Modélisation par des interactions entre ions, entre entités polaires, entre entités apolaires et/ou par pont hydrogène.Dissolution des solides ioniques dans l’eau. Équation de réaction de dissolution.Extraction par un solvant. Solubilité dans un solvant. Miscibilité de deux liquides.Hydrophilie/lipophilie/amphiphilie d’une espèce chimique organique.
Propriétés physico-chimiques, synthèses et combustions d’espèces chimiques organiques Structure des entités organiques Formules brutes et semidéveloppées. Squelettes carbonés saturés, groupes caractéristiques et familles fonctionnelles.Lien entre le nom et la formule semi-développée.Identification des groupes caractéristiques par spectroscopie infrarouge.Synthèses d’espèces chimiques organiques Étapes d’un protocole.Rendement d’une synthèse.Conversion de l’énergie stockée dans la matière organique Combustibles organiques usuelsModélisation d’une combustion par une réaction d’oxydoréduction.Énergie molaire de réaction, pouvoir calorifique massique, énergie libérée lors d’une combustion. Interprétation microscopique en phase gazeuse : modification des structures moléculaires, énergie de liaison.Combustions et enjeux de société.
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