Physique, chimie élémentaires

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Pression d'un gaz et pression atmosphérique

Comment se manifeste la pression d'un gaz ?

Nous savons que les gaz contenus dans certaines boissons ( champagne, limonades,... ) exercent une poussée sur le bouchon et sur les parois de la bouteille. Cette pression peut avoir d'autres fois des effets destructeurs; d'où la nécessité d'un dispositif de sécurité limitant automatiquement la pression de certains appareils ménagers comme les autocuiseurs appelés autrefois cocottes minute. ces marmites pouvaient sauter brutalement lorsqu'elles n'étaient pas sécurisées.
 Si au cours d'une expérience, on aspire l'eau contenu dans une bouteille posée dans une bassine d'eau, on constate que le niveau à l'intérieur de la bouteille est au-dessus du niveau à l'extérieur c'est-à-dire dans la bassine. La pression de l'air de la bouteille est donc inférieur à la pression atmosphérique.
La même expérience faite cette fois en soufflant dans la bouteille montre que la pression de l'air de la bouteille est supérieure à la pression atmosphérique.

Si la pipette qui sert à aspirer ou souffler est mise dans l'eau de la bassine, celle-ci joue le rôle d'une petite cuve qui va permettre le transport de gaz. Elle sert également de joint hermétique.

L'air sous pression réduite :

Il existe un appareil de laboratoire qui permet d'aspirer l'air contenu dans un récipient par écoulement d'eau : cela s'appelle une trompe à eau.

Après avoir aspiré l'air avec la trompe à eau, il devient difficile d'enlever le bouchon car l'air du récipient devient sous pression inférieure à la pression atmosphérique.

Lorsque vous disposez d'un produit sous pression et que vous appuyez sur les parois, l'air sort et le liquide monte

La masse d'un corps

Classez des objets du plus lourd au plus léger. Pour certains objets comme un morceau de bois comparé à des allumettes, il est facile de savoir lequel est le plus lourd.

Pour des objets semblables comme des billes dans un sac, si on sait qu(une bille représente une certaine quantité d'acier, alors deux billes représentent une quantité double. La quantité d'acier va dépendre du nombre de billes.

Si un bébé doit être pesé et que vous ne possédez qu'une bascule qui commence à dix kg, pesez-vous d'abord, puis avec le bébé.

L 'ébullition

En faisant bouillir de l'eau, la vaporisation est beaucoup plus rapide. La vapeur d'eau apparaît au sein même de l'eau, sous forme de grosses bulles, c'est le phénomène de l'évaporation.
Si nous faisons cette expérience avec un ballon de verre spécialisé, il n'y aura à la fin plus d'air dans le ballon. Pour le prouver, il suffit de retourner le ballon, immédiatement sur une cuve d'eau en le débouchant : l'eau remplit alors tout le ballon.

Température et chaleur

La température de l'eau augmente, dès qu'on chauffe l'eau, de façon régulière et pendant toute la durée du chauffage. L'eau reçoit de la chaleur : cette chaleur est fournie par la flamme du brûleur.
Si nous cessons de chauffer, la température de l'eau diminue aussi de façon régulière, pendant toute la durée du refroidissement, l'eau cède de la chaleur au milieu ambiant.

Allumons une ampoule

Cherchons à faire briller l'ampoule en utilisant uniquement une pile plate. celle-ci comporte deux lames de  longueurs différentes. vérifions que l'ampoule ne s'allume pas quand on lui fait toucher une seule lame de la pile.

Sur un " va-et-vient " le commutateur a deux directions. Suivant la position du levier, la borne est réunie soit à la position un, soit à la position 2.
 

La bougie

Approchons une allumette enflammée de la mèche : la bougie s'enflamme. D'abord toute petite, la flamme croît progressivement et devient plus éclairante. On dit qu'il y a combustion de la bougie. Quand la bougie brûle, sa masse diminue. Les produits de la combustion sont le carbone, l'eau, le gaz carbonique.

Lors de l'utilisation intensive d'un brûleur alimenté par une bouteille de butane, on constate la présence de gouttes d'eau sur a paroi de la bouteille.

Électricité : galvanomètre :
Appareil mesurant l'intensité des courants électriques faibles.

Pour apprécier la rotation d'un système ( par exemple du cadre d'un galvanomètre ), on utilise un petit miroir M fixé au système considéré. Un faisceau lumineux arrive perpendiculairement à la position initiale M₁  du miroir , se réfléchit et forme un point lumineux en A sur une règle située à la distance L du miroir. Lorsque le miroir tourne de l'angle α  ( position M₂  ), le point lumineux vient en B tel que AB = l, L et α  ? Quel  est le plus petit angle de rotation que l'on pourra mettre en évidence si on admet qu'on peut apprécier un déplacement de 0,5 mm du point lumineux et que la règle est à L = 1 m du miroir ?

Si le rayon tourne de  l'angle α , le rayon réfléchi tourne de 2 α.
Donc : AÎB = 2 α.

tg AÎB = AB/IA donc tg 2 α = l/L.

Si l'angle α est petit :
tg 2 α est approximativement égal à 2 α ( rd )
D'où α  approximativement égal à l/2L = 0,5. 10^-3 rd
π rd 180 °

1 rd = 180/π

D'où α = 2,5. 10^-4. 180/π = 1,43. 10^-2.

 1° = 60'

D'où α = 0,86'

1' = 60 °

D'où α = 52 " .

Réfraction

 Sl est le rayon incident, NIN' la normale, l R' le rayon réfracté.
Les lois de Descartes s'énoncent :

1 ) Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence ( SIN )
2 ) Entre l'angle d'incidence i ₁ et l'angle de réfraction i ₂  , on a la relation : n₁ - sin i ₁ = n₂ - sin i₂.

* Si le milieu 1 est le vide ou l'air ( n₁ = 1 ) :

Sin i₁ = n. sin i₂

où n est l'indice du 2 ^e milieu

* Si les angles i₁ et i₂ sont petits :

n₁ . i₁ = n₂.i₂ ( loi de Képler ).

Distinguons maintenant les deux cas suivants :

Chimie

Établir l'équation-bilan de l'attaque du zinc par une solution d'acide chlorhydrique.
Les réactifs sont le zinc ( Zn ) et l'acide chlorhydrique ( H ⁺, 2 Cl ^- ).
Les produits de la réaction sont le dihydrogène gazeux ( H₂ ) et el chlorure de zinc ( Zn²⁺, 2 Cl^- ) que l'on peut isoler à l'état solide par évaporation de la solution.

Il faut équilibrer la réaction :
 ( H ⁺, Cl^-  + Zn donne ( Zn ^{2 +}, 2 Cl -  + H₂ qui s'évapore °.

Équilibrons les éléments: la présence, au second membre de 2 atomes d'hydrogène et de 2 ions Cl^- nécessite l'introduction au premier membre de 2 ( H⁺, Cl^-  ) soit :
2 ( H⁺, Cl^-  ) + Zn donne ( Zn ²+, 2 Cl ^- ) + H₂ qui s'évapore .

On constate que les ions Cl^- ne prennent pas part à la réaction; on peut donc simplifier l'écriture de la manière suivante :

2 H⁺ + Zn donne Zn²⁺ + H₂ qui s'évapore .

On vérifie alors l'égalité des charges électriques dans les deux membres de l'équation ( 2 ions H⁺ dans le 1^er membre et 2 charges + de l'ion Zn ²⁺ dans le second membre ).

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