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relecture du chapitre sur la matière

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Ludovic Grossard 2018-09-24 13:51:17 +02:00
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la-matiere.tex
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@ -174,9 +174,7 @@ Lors de ce test, le dihydrogène \chemform{H_2} produit au contact du dioxygène
\subsection{La masse}
\begin{quotation}
\textbf{La masse est une grandeur physique qui donne la quantité de matière.} Plus il y a de matière, plus il y a de masse. La masse est mesurée avec une balance. L'unité de la masse est le kilogramme dont le symbole est \si{\kilo\gram}. Dans l'exemple de la figure~\vref{fig:mesurer_masse_avec_balance}, l'objet est pesé sur la balance préalablement tarée (remise à zéro) puis la masse est mesurée.
\end{quotation}
\begin{figure}[H]
\begin{center}
@ -186,25 +184,26 @@ Lors de ce test, le dihydrogène \chemform{H_2} produit au contact du dioxygène
\end{center}
\end{figure}
Dans le cas d'une balance sans tare il faudra effectuer une soustraction suivant la façon dont vous allez opérer. Attention également : toutes les balances font des arrondis sur leur dernier chiffre affiché (elles mesurent avec plus de précision que l'afficheur mais arrondissent), il faut en tenir compte lors des expériences. Les balances ont aussi un maximum qu'elles peuvent mesurer et ont un gros défaut : elles se dérèglent au fur et à mesure du temps (cela s'appelle la dérive). Il est donc nécessaire de la réinitialiser ou la tarer avant chaque mesure. Dans la pratique j'opte généralement pour 3 mesures à chaque fois. Si ce sont les mêmes je garde, sinon j'en refais 3 et garde la valeur qui est revenue le plus souvent.
Dans le cas d'une balance sans tare, il faudra effectuer une soustraction suivant la façon dont vous allez opérer. Attention également : toutes les balances font des arrondis sur leur dernier chiffre affiché (elles mesurent avec plus de précision que l'afficheur mais arrondissent), il faut en tenir compte lors des expériences. Les balances ont aussi un maximum qu'elles peuvent mesurer et ont un gros défaut : elles se dérèglent au fur et à mesure du temps (cela s'appelle la dérive). Il est donc nécessaire de la réinitialiser ou la tarer avant chaque mesure. Dans la pratique j'opte généralement pour trois mesures à chaque fois. Si ce sont les mêmes, je garde, sinon j'en refais trois et garde la valeur qui est revenue le plus souvent.
Il existe différentes unités de masse à connaître. (je ne citerai que les unités utilisées en sciences et en ingénierie) Il est aussi important de savoir convertir des valeurs d'une unité vers une autre unité (hormis sans doute les ${\mu}$g car ces derniers sont moins utilisés dans la vie de tous les jours pour le quidam :
Il existe différentes unités de masse à connaître (je ne citerai que les unités utilisées en sciences et en ingénierie). Il est aussi important de savoir convertir des valeurs d'une unité vers une autre unité (hormis sans doute les \si{\micro\gram} car ces derniers sont moins utilisés dans la vie de tous les jours pour le quidam :
\begin{table}[H]
\renewcommand*{\arraystretch}{1.5}
\begin{center}
\label{table-unites-masse}
\begin{tabular}{|| l | c | l | c ||}
\hline
unité & symbole & conversion & puissance de 10 \\ [0.5em]
unité & symbole & conversion & puissance de 10 \\
\hline\hline
tonne & t & 1 t = 1000 kg & ${{10}^{6} \space g}$ \\ [0.5em]
tonne & t & 1 t = \SI{1000}{\kilo\gram} & \SI{e6}{\gram} \\
\hline
kilogramme & kg & 1 kg = 1000 g & ${{10}^{3} \space g}$ \\ [0.5em]
kilogramme & kg & \SI{1}{\kilo\gram} = \SI{1000}{\gram} & \SI{e3}{\gram} \\
\hline
gramme & g & -- & ${{10}^{0} \space g}$ \\ [0.5em]
gramme & g & -- & 10\textsuperscript{0}~\si{\gram} \\
\hline
milligramme & mg & 1 g = 1000 mg & ${{10}^{-3} \space g}$ \\ [0.5em]
milligramme & mg & \SI{1}{\gram} = \SI{1000}{\milli\gram} & \SI{e-3}{\gram} \\
\hline
microgramme & ${\mu}$g & 1 mg = 1000 ${\mu}$g & ${{10}^{-6} \space g}$ \\ [0.5em]
microgramme & \si{\micro\gram} & \SI{1}{\milli\gram} = \SI{1000}{\micro\gram} & \SI{e-6}{\gram} \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Quelques multiples de l'unité gramme.}
@ -215,66 +214,68 @@ Il existe différentes unités de masse à connaître. (je ne citerai que les un
\begin{center}
\label{tab-units-masse}
\begin{tabular}{ c | c | c | c | c | c | c | c | c | c | c | c | c }
t & Q & . & kg & hg & Dg & g & dg & cg & mg & . & . & ${\mu}$g \\
t & Q & . & kg & hg & Dg & g & dg & cg & mg & . & . & \si{\micro\gram} \\
\hline
& & & & & & & & & & & & \\
\end{tabular}
\caption{Tableau montrant l'organisation des différentes unités de masse, du ${\mu}$g jusqu'à la t.}
\caption{Tableau montrant l'organisation des différentes unités de masse, du \si{\micro\gram} jusqu'à la tonne.}
\end{center}
\end{table}
\begin{table}[H]
\begin{center}
\renewcommand*{\arraystretch}{1.5}
\begin{tabular}{m{15em} c c c}
exemple & valeur (g) & valeur (kg) & valeur (t) \\
\hline\hline
1 ordiphone & 150 & 0,15 & 0,000 15 \\
1 ordiphone & 150 & 0,15 & \num{0,00015} \\
\hline
1 bouteille de 1,5L d'eau & 1 500 & 1,5 & 0,001 5 \\
1 bouteille de 1,5L d'eau & \num{1500} & 1,5 & \num{0,0015} \\
\hline
1 bébé à la naissance en moyenne & 3 500 & 3,5 & 0,003 5 \\
1 bébé à la naissance en moyenne & \num{3500} & 3,5 & \num{0,003 5} \\
\hline
1 pack de 6 bouteilles ou briques de 1 L (lait, eau) & 6 000 & 6 & 0,006 \\
1 pack de 6 bouteilles ou briques de 1 L (lait, eau) & \num{6000} & 6 & \num{0,006} \\
\hline
1 humain (en moyenne intersexuée) & 75 000 & 75 & 0,075 \\
1 humain (en moyenne intersexuée) & \num{75000} & 75 & \num{0,075} \\
\hline
1 petite voiture & 900 000 & 900 & 0,9 \\
1 petite voiture & \num{900000} & 900 & 0,9 \\
\hline
1 grosse voiture & 1 500 000 & 1 500 & 1,5 \\
1 grosse voiture & \num{1500000} & \num{1 500} & 1,5 \\
\hline
1 gros camion & 40 000 000 & 40 000 & 40 \\
1 gros camion & \num{40000000} & \num{40 000} & 40 \\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
\caption{\label{tab:exemple_masse}Exemples d'objets exprimés dans les trois unités suivantes.}
\end{table}
Le tableau $ \uparrow $ vous donne quelques exemples " d'objets " exprimés dans les 3 unités courantes que sont le gramme (g), le kilogramme (kg) et la tonne (t).
Le tableau~\vref{tab:exemple_masse} vous donne quelques exemples d'\emph{objets} exprimés dans les trois unités courantes que sont le gramme (g), le kilogramme (kg) et la tonne (t).
\paragraph{Autres unités} Les pays anglosaxons utilisent un jeu d'unité différentes basé sur les unités impériales, il s'agit de l'once (Oz, 1 Oz = 28,349 523 125 g) la livre ( 1 lb = 0,453 592 37 kg) la short-ton ( 1 sh tn = 907,184 74 kg = 2000 lb) surtout valable aux USA et la long-ton ( 1 lg tn = 1 016,046 908 8 kg = 2240 lb) au royaume uni et la stone ( 1 st = 6,350 293 18 kg = 14 lb)... ce qui n'est pas pratique pour pouvoir échanger avec des savants ou des commerçants dans d'autres pays, la nécessité pour les échanges internationaux d'utiliser la même unité a donné lieu entre les pays utilisant le système métrique et les pays utilisants d'autres systèmes à de nombreuses disputes voire des conflits.
\paragraph{Autres unités :} les pays anglosaxons utilisent un jeu d'unités différent basé sur les unités impériales, il s'agit de l'once (Oz, 1 Oz = \SI{28,349 523 125}{\gram}) la livre (1 lb = \SI{0,453 592 37}{\kilo\gram}) la short-ton ( 1 sh tn = \SI{907,184 74}{\kilo\gram} = 2000 lb) surtout valable aux USA et la long-ton ( 1 lg tn = \SI{1 016,046 908 8}{\kilo\gram} = 2240 lb) au royaume uni et la stone ( 1 st = \SI{6,350 293 18}{\kilo\gram} = 14 lb)\dots{} ce qui n'est pas pratique pour pouvoir échanger avec des savants ou des commerçants dans d'autres pays. La nécessité pour les échanges internationaux d'utiliser la même unité a donné lieu entre les pays utilisant le système métrique et les pays utilisants d'autres systèmes à de nombreuses disputes, voire des conflits.
\subsection{Le volume}
\textbf{Le volume est une grandeur physique qui donne l'espace en 3 dimensions occupé par un objet quelque soit son état physique}. Il se mesure de trois façons différentes qui utilisent deux sortes de méthodes :
\textbf{Le volume est une grandeur physique qui donne l'espace en trois dimensions occupé par un objet quel que soit son état physique}. Il se mesure de trois façons différentes qui utilisent deux sortes de méthodes :
\begin{itemize}
\item avec une règle ou un pied-à-coulisse et une formule mathématique quand la forme de l'objet est décomposable en formes mathématiques connues. \emph{Figure ci-après à gauche.}
\item si l'objet est liquide ou gazeux son volume peut être mesuré avec un récipient gradué. \emph{Figure ci-après au centre} ( \textit{Récipient fermé si c'est un gaz.} )
\item si l'objet est solide mais assez dense et ne craignant pas l'immersion alors l'objet peut être immergé dans un récipient gradué, la différence de volume mesurée donnera le volume de l'objet. \emph{Figure ci-après à droite.}
\item avec une règle ou un pied-à-coulisse et une formule mathématique quand la forme de l'objet est décomposable en formes mathématiques connues (figure~\ref{fig:mesure_volumes} à gauche) ;
\item si l'objet est liquide ou gazeux son volume peut être mesuré avec un récipient gradué (figure~\ref{fig:mesure_volumes} au centre). ( \textit{Récipient fermé si c'est un gaz.}) ;
\item si l'objet est solide mais assez dense et ne craignant pas l'immersion alors l'objet peut être immergé dans un récipient gradué, la différence de volume mesurée donnera le volume de l'objet. (figure~\ref{fig:mesure_volumes} à droite).
\end{itemize}
\begin{figure}[H]
\begin{center}
\label{exp-mesure-volume}
\includegraphics[scale=0.5]{mesures-volumes.png}
\caption{Différentes méthodes de mesure des volumes.}
\caption{\label{fig:mesure_volumes}Différentes méthodes de mesure des volumes.}
\end{center}
\end{figure}
Les dessins $ \uparrow $ montrent les différentes méthodes citées dans la liste juste avant le schéma. Vous aurez bien retenu que dans la 3e méthode l'objet doit être étanche et couler, si l'objet flotte sur l'eau vous pouvez toujours utiliser un liquide moins dense (de l'huile par exemple) en espérant qu'il coulera ainsi.
Les dessins de la figure~\ref{fig:mesure_volumes} montrent les différentes méthodes que nous venons de voir. Vous aurez bien retenu que dans la 3\ieme{} méthode, l'objet doit être étanche et couler, si l'objet flotte sur l'eau vous pouvez toujours utiliser un liquide moins dense (de l'huile par exemple) en espérant qu'il coulera ainsi.
Ont été vues lors du cycle 4 deux échelles d'unités de volume, l'une est le Litre ( symbole : L ) qui est plutôt utilisée en chimie et l'autre est le mètre-cube ( symbole : ${{m}^{3}}$ ) qui est plutôt utilisée en physique.
Ont été vues lors du cycle 4 deux échelles d'unités de volume, l'une est le litre (symbole L) qui est plutôt utilisée en chimie, et l'autre est le mètre-cube (symbole \si{\cubic\meter}) qui est plutôt utilisée en physique.
Il existe bien évidemment des multiples et des sous-multiples de ces unités. \underline{Les conversions} les plus courantes \underline{L ${\Leftrightarrow}$ mL et L ${\Leftrightarrow}$ cL sont à connaître par coeur}, la première pour la chimie, la seconde dans la vie de tous les jours.
Il existe bien évidemment des multiples et des sous-multiples de ces unités. \textbf{Les conversions} les plus courantes \textbf{L ${\Leftrightarrow}$ mL et L ${\Leftrightarrow}$ cL sont à connaître par c\oe{}ur}, la première pour la chimie, la seconde dans la vie de tous les jours.
\begin{table}[H]
\label{unites-volume-L}