3 ème - TH2 - 2021/2022

Thème n°2

Stockage et gestion de l'energie.

Chapitre

- Organisation et transformation de la matière.

Les piles et batteries, un moyen pour stocker de l'énergie.

Comment circule le courant électrique dans une solution aqueuse ?

1

Questions.

Correction.

• Un ion est une espèce chimique électriquement chargée issue d’un atome (ou d’un groupe d’atome) ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.

• Le courant électrique correspond à un déplacement de particules chargées. Dans les fils électriques, ce sont des électrons libres qui se déplacent, dans une solution aqueuse, ce sont des ions.

• La formule chimique d’un ion renseigne sur le nombre d’électrons gagnés ou perdus par l’atome ( ou le groupe d’atome) pour le former.

à venir ...

Exercices: Lire et interpréter la formule chimique d'un ion.

Ex

Comment identifier la présence d'ions dans une solution ?

2

Correction.

Tests d'identification des ions.

Ions testés: ions fer III ions cuivre II ions fer II ions chlorures

1) Mesure de la température du sulfate de cuivre:

2) Ajout du zinc en poudre et mesure de la température à nouveau:

3)Résultat:

4) On récupère la solution finale et on ajoute quelques gouttes de soude (tube à essais de gauche):

Comment identifier la présence d'ions dans une solution ?

Ex

Principe de fonctionnement d'une pile.

3

Un peu d'histoire pour les curieux: l'histoire de la pile.

• Une pile est un convertisseur d’énergie : elle convertit une énergie chimique en énergie électrique et en énergie thermique.

• C’est la réaction chimique qui a lieu dans la pile qui provoque un déplacement des électrons libres dans les fils, et donc un courant électrique.

• Lorsqu’un des réactifs à été totalement consommé, la pile est usée.

• Dans une batterie, il est possible de reformer les réactifs.

-> Les piles et les batteries sont donc un moyen de stocker de l'énergie sous forme d'énergie chimique.

Exercices: Une pile électrochimique, conversions d'énergie.

Ex

Les piles alcalines.

4

• Les ions hydrogène H⁺ sont responsable de l’acidité d’une solution. Plus il y a d’ions hydrogène, plus une solution est acide.
• Les ions hydroxyde HO- sont responsable de la basicité d’une solution. Plus il y a d’ions hydroxyde, plus une solution est basique.
• Dans une solution neutre, il y a autant d’ions hydrogène que d’ions hydroxyde.

• Les solutions acides et basiques concentrées sont corrosive. Il faut les manipuler avec précautions (gants, lunette, blouse). On peut diminuer leur dangerosité en les diluant (rajouter de l’eau).

Exercices: Les ions et le pH.

Ex

Chapitre

Comment réduire sa consommation d'énergie électrique ?

Etude d'un résistor - Détermination de la loi d'Ohm.

1

Questions.

Correction.

Exercices: Résistor et effet Joule.

Ex

..

Puissance électrique.

2

Questions.

Correction.

Exercices: Puissance électrique.

Ex

L'énergie électrique.

3

Questions.

Correction.

L’énergie électrique utilisée par un appareil de puissance P fonctionnant pendant la durée t et donnée par la relation :

Unité : Le Joule est une unité très petite, il est donc plus adapté d’utiliser le kilowattheure (kWh). 1 Kwh = 3,6 x 10⁶ J

4

Correction.

Utiliser des appareils moins puissants, diminuer leur durée de fonctionnement et éviter de les laisser en veille permet de diminuer la consommation d'énergie électrique.

4

Chapitre

Stocker de l'énergie sous forme d'énergie potentielle.

1

Du fait de son altitude, un objet possède une énergie potentielle de pesanteur Epp.

Cette énergie potentielle dépend de l'altitude ( souvent noté h ) et de la masse (m ) de l'objet.

Lors de la chute d'une bille, l'énergie potentielle de la bille se convertit en énergie cinétique Ec .

L'énergie mécanique d'un objet correspond à la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique:

Em = Ec + Epp

En absence de frottement, l'énergie mécanique se conserve au cours du mouvement d'un objet.

Résultats.

Ex

Du fait de son altitude, un objet possède une énergie potentielle de pesanteur Epp.

Cette énergie potentielle dépend de l'altitude ( souvent noté h ) et de la masse (m ) de l'objet.

Epp = m x g x h

Lors de la chute d'une bille, l'énergie potentielle de la bille se convertit en énergie cinétique Ec .

L'énergie mécanique d'un objet correspond à la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique:

Em = Ec + Epp

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Rappel:

Ex