Physique-Chimie 1re Spécialité

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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Chapitre 12
Problèmes et tâches complexes

Description d'un fluide au repos

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C
Matelas pneumatique

ANA : Utiliser des documents pour résoudre une problématique

Dans l'état de l'Utah aux États-Unis, la salinité du Grand Lac Salé est variable. Un baigneur est allongé et flotte dans une zone du lac où la salinité atteint 1{,}17 \times 10^3 kg·m-3.

Sachant que la densité moyenne d d'un corps humain a pour valeur d = 1,062, calculer la fraction du corps du nageur qui se trouve au dessus de l'eau.

La fraction précédente varie-t-elle si le baigneur se recroqueville et se met en boule ? Justifier.

Données

  • Masse moyenne d'une personne : 75 kg
  • Surface corporelle moyenne d'une personne : 1{,}7 m2
  • Pression recommandée dans un matelas pneumatique : 1{,}033 bar
  • Volume du matelas gonflé : 1{,}48 \times 10^{-1} m3
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    36
    Plonger en autonomie

    RAI/ANA : Utiliser des informations pour résoudre une problématique

    Les plongeurs sous-marins utilisent des bouteilles de nitrox, un mélange gazeux de diazote et dioxygène. Ce mélange est sous pression dans la bouteille. Le plongeur le respire à une pression égale à la pression de l'eau autour de lui.

    À partir du volume de la bouteille et de la pression du mélange, on peut calculer l'autonomie du plongeur, c'est-à-dire la durée qu'il peut passer sous l'eau avant de manquer de dioxygène. Cette autonomie diminue avec la profondeur à laquelle se trouve le plongeur.

    Expliquer pourquoi cette autonomie diminue et vérifier les valeurs données pour l'autonomie à différentes profondeurs. Donner la réponse sous la forme d'un compte rendu détaillant les résultats obtenus et éventuellement les hypothèses effectuées.

    Données

  • Consommation d'un plongeur : 20 L∙min-1 ;
  • Volume de la bouteille : 15,0 L ;
  • Pression de la bouteille pleine : 200 bars ;
  • Autonomie à une profondeur de 20 m : 37 min ;
  • Autonomie à une profondeur de 50 m : 18 min ;
  • On impose par sécurité une pression restante de 50 bars au moment où le plongeur refait surface.


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    37
    L'énigme de Torricelli

    RAI/ANA : Construire un raisonnement

    Vers 1643, les fabricants de fontaines à Florence, en Italie, sont face à un problème : malgré les perfectionnements des pompes, impossible d'extraire l'eau du fleuve Arno à plus de 32 pieds de hauteur (10 mètres environ). Après des démarches infructueuses auprès de Galilée, ils demandent à Torricelli de se pencher sur ce problème incompréhensible.

    1. Quelle est l'explication de ce phénomène ?

    2. Comment faire pour pomper l'eau plus haut que 10 mètres ? Rédiger un compte rendu expliquant votre raisonnement et détaillant vos calculs.

    Placeholder pour Fontaine du palai Pitti à FlorenceFontaine du palai Pitti à Florence
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    Fontaine sur la terrasse du palai Pitti à Florence, XVIIe siècle.

    Histoire des sciences
    Placeholder pour Evangelista TorricelliEvangelista Torricelli
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    Evangelista Torricelli (1608-1647) est un physicien et mathématicien italien. Il est nommé mathématicien du grand-duc de Toscane à la suite de Galilée lorsque celui-ci meurt en 1642. Il est notamment connu pour avoir inventé le baromètre, à la suite de ses travaux pour aider les fontainiers de Florence. Une unité de pression (le torr) est nommée en son honneur, mais elle n'est presque plus utilisée aujourd'hui.
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    Retour sur la problématique du chapitre

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    38
    La fontaine de Héron

    RAI/ANA : Utiliser des résultats expérimentaux pour répondre à la problématique
    VAL : Identifier et évaluer les sources d'erreur

    La fontaine de Héron est un dispositif connu depuis l'Antiquité.
    Regardez pour découvrir une fontaine perpétuelle basée sur le même principe.

    1. À l'aide de la vidéo, expliquer le fonctionnement d'une fontaine de Héron, en réalisant un schéma et en utilisant les relations appropriées.

    2. Pourquoi le deuxième dispositif est-il nécessairement faux ? Quel trucage a pu être utilisé ?
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