on continue la relecture…
This commit is contained in:
parent
263cd4dac4
commit
f7ac52fc99
@ -471,7 +471,7 @@ Dans le cas de certains ions comme l'ion hydrogène aqueux ou l'ion hydroxyde (q
|
||||
|
||||
\section{À l'échelle humaine}
|
||||
|
||||
L'échelle humaine ira dans ce document de la taille d'un micromètre (mais en réalité d'un millimètre) à 100 km, ce qui veut dire de ${{10}^{-6}}$ m à ${{10}^{+5}}$ m. Ce sont des choses qui sont touchables avec vos mains, ou visibles à l'oeil nu ou encore imaginables à votre âge. Ces choses font partie de notre quotidien et elles sont donc tout à fait représentables et facilement comparables les unes des autres.
|
||||
L'échelle humaine ira dans ce document de la taille d'un micromètre (mais en réalité d'un millimètre) à \SI{100}{\kilo\meter}, ce qui veut dire de \SI{e-6}{\meter} à \SI{e5}{\meter}. Ce sont des choses qui sont touchables avec vos mains, ou visibles à l'\oe{}il nu ou encore imaginables à votre âge. Ces choses font partie de notre quotidien et elles sont donc tout à fait représentables et facilement comparables les unes avec les autres.
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
@ -484,47 +484,49 @@ L'échelle humaine ira dans ce document de la taille d'un micromètre (mais en r
|
||||
\subsection{La notion de corps pur}
|
||||
|
||||
\begin{quotation}
|
||||
\textbf{Un corps est pur s'il n'est composé que d'atomes ou de molécules identiques. Extérieurement il est homogène (mais pas forcément régulier) et ne montre pas de différences visibles (mais ce n'est pas une condition suffisante).}
|
||||
\textbf{Un corps est pur s'il n'est composé que d'atomes ou de molécules identiques. Extérieurement, il est homogène (mais pas forcément régulier) et ne montre pas de différences visibles (mais ce n'est pas une condition suffisante).}
|
||||
\end{quotation}
|
||||
|
||||
Cela signifie que dès qu'une molécule \emph{différente} est présente et mélangée avec un groupe d'autres molécules identiques alors ce corps n'est plus pur. \textit{Notez le paradoxe d'utiliser une échelle nanoscopique pour décrire une notion à échelle humaine.}
|
||||
Cela signifie que dès qu'une molécule \emph{différente} est présente et mélangée avec un groupe d'autres molécules identiques alors ce corps n'est plus pur. Notez qu'il est paradoxal de se placer à échelle nanoscopique pour décrire une notion à échelle humaine.
|
||||
|
||||
\subsubsection{La masse volumique d'un corps pur solide}
|
||||
\label{masse-volumique}
|
||||
|
||||
\begin{quote}
|
||||
\textbf{La masse volumique ${{\rho}}$ d'un corps pur homogène est le rapport de sa masse "m" par son volume "V" ce qui se traduit par la formule mathématique suivante :}
|
||||
\textbf{La masse volumique ${{\rho}}$ d'un corps pur homogène est le rapport de sa masse $m$ par son volume $V$, ce qui se traduit par la formule mathématique suivante :}
|
||||
\end{quote}
|
||||
|
||||
\begin{equation}
|
||||
\boxed{ {\rho} = \dfrac{m}{V} }
|
||||
\end{equation}
|
||||
|
||||
À partir du moment où un corps est pur et qu'il est homogène (c'est à dire sans bulles à l'intérieur) on peut le séparer des autres corps aussi en utilisant leur masse volumique et en utilisant la formule :
|
||||
À partir du moment où un corps est pur et qu'il est homogène (c'est à dire sans bulles à l'intérieur par exemple), on peut le séparer des autres corps aussi en utilisant leur masse volumique et en utilisant la formule :
|
||||
|
||||
\begin{equation}
|
||||
\boxed{ {m} = {\rho} \times {V} }
|
||||
\end{equation}
|
||||
|
||||
L'unité de ces lettres sont différentes suivant qu'on est en chimie ou en physique, d'habitude on exprimera les unités d'après celles écrites dans ce tableau (on peut en choisir d'autres notamment en physique le gramme-par-centimètre-cube $g / cm^3$ ) :
|
||||
Les unités de ces grandeurs ($m$, $\rho$ et $V$) sont différentes suivant que l'on est en chimie ou en physique. D'habitude, on exprimera les unités d'après celles écrites dans le tableau~\vref{tab:unit-mass-volq} (on peut en choisir d'autres, notamment en physique le gramme par centimètre cube \si{\gram/\centi\meter^3}).
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{table}[!htbp]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\label{tab-unit-mass-volq}
|
||||
\begin{tabular}{ m{10em} | m{5em} | m{10em} | m{10em} }
|
||||
Nom de la grandeur & lettre de la formule & unité en physique & unité en chimie \\
|
||||
\renewcommand*{\arraystretch}{1.5}
|
||||
\begin{tabular}{| m{10em} | m{5em} | m{10em} | m{10em} |}
|
||||
\hline
|
||||
\textbf{Nom de la grandeur} & \textbf{lettre de la formule} & \textbf{unité en physique} & \textbf{unité en chimie} \\
|
||||
\hline\hline
|
||||
masse & m & kilogramme & gramme \\
|
||||
\hline
|
||||
volume & V & mètre-cube & Litre \\
|
||||
\hline
|
||||
masse volumique & ${ \rho }$ & kilogramme par mètre-cube & gramme par litre \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\caption{Les unités de masse volumique}
|
||||
\caption{\label{tab:unit-mass-volq}Les unités de masse volumique}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
Notez que ${1 kg/L = 1 g/mL = 1 g/cm^{3}}$. On peut aussi utiliser la masse volumique pour les liquides, mais, par habitude, on va lui associer la notion du paragraphe suivant à savoir la \emph{densité}.
|
||||
Notez que $\SI{1}{\kilo\gram/\liter} = \SI{1}{\gram/\milli\liter} = \SI{1}{\gram/\centi\meter^3}$. On peut aussi utiliser la masse volumique pour les liquides, mais par habitude on va lui associer la notion de \emph{densité}.
|
||||
|
||||
\subsubsection{La densité d'un liquide} \label{densite}
|
||||
|
||||
@ -532,83 +534,94 @@ Notez que ${1 kg/L = 1 g/mL = 1 g/cm^{3}}$. On peut aussi utiliser la masse volu
|
||||
\textbf{La densité d'un corps est le rapport de la masse volumique de ce corps par la masse volumique de l'eau. La densité se note souvent \emph{d} et n'a pas d'unité.}
|
||||
\end{quote}
|
||||
|
||||
En effet la densité " \emph{d} " se calcule à partir de la masse volumique de la substance " ${\rho}$ " et de la masse volumique de l'eau " ${{\rho}_{\ eau}}$ " par la formule ${{d} = \dfrac{\rho}{{\rho}_{\ eau}}}$. La chance est que la masse volumique de l'eau ${{\rho}_{\ eau}} = {1 \ g/L}$, aussi souvent la densité \emph{d} est assimilée directement à la masse volumique " ${\rho}$ " exprimée en gramme-par-litre (g/L) ou ses équivalents à savoir gramme-par-centimètre-cube.
|
||||
En effet la densité \emph{d} se calcule à partir de la masse volumique de la substance ${\rho}$ et de la masse volumique de l'eau ${{\rho}_\text{eau}}$ par la formule ${{d} = \rho \div \rho}_\text{\ eau}$. La chance est que la masse volumique de l'eau ${{\rho}_\text{eau}} = \SI{1}{\gram/\liter}$. Ainsi, la densité $d$ est souvent assimilée directement à la masse volumique ${\rho}$ exprimée en gramme par litre \si{\gram/\liter}, ou ses équivalents, à savoir gramme par centimètre cube.
|
||||
|
||||
Si deux liquides ne se mélangent pas, la densité peut être utilisée pour les séparer dans une ampoule à décanter (voir paragraphe) et si un liquide A se place au dessus d'un liquide B cela veut dire que la densité de A est plus faible que la densité de B.
|
||||
Si deux liquides ne se mélangent pas, la densité peut être utilisée pour les séparer dans une ampoule à décanter, et si un liquide A se place au dessus d'un liquide B, cela veut dire que la densité de A est plus faible que la densité de B.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{table}[!htbp]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\renewcommand*{\arraystretch}{1.5}
|
||||
\setlength{\tabcolsep}{1cm}
|
||||
%\label{texte du label}
|
||||
\begin{tabular}{c c}
|
||||
\begin{tabular}{|c|c|}
|
||||
\hline
|
||||
substance & densité \\
|
||||
\textbf{substance} & \textbf{densité} \\
|
||||
\hline\hline
|
||||
eau & 1 \\
|
||||
eau & 1.000 \\
|
||||
\hline
|
||||
ethanol (éthanol) & 0.798 \\
|
||||
ethanol (éthanol) & 0.789 \\
|
||||
\hline
|
||||
huile & 0.85 \\
|
||||
huile de colza & 0.916 \\
|
||||
\hline
|
||||
Lait & 1,03 \\
|
||||
lait & 1,032 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
%\caption{.. ..}
|
||||
\caption{ajouter ici la légende et y faire référence dans le texte}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}1
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
Un exemple : Le pétrole et l'eau ne sont pas miscibles.(voir \ref{miscibilite}) en les mélangeant on obtient 2 phases (le pétrole sur l'eau) car la densité du pétrole est 0,85 et celle de l'eau est 1 (pour l'eau douce) et 1,2 (pour l'eau salée, à vérifier) en moyenne. C'est pour cela que lorsqu'un bateau transportant du pétrole coule ou bien fuit, les " barrages " pour retenir le pétrole sont posés à la surface. C'est aussi pour cela qu'une marée noire est dangereuse : le pétrole à la surface va contaminer les oiseaux qui viennent à la surface de l'eau se nourrir mais aussi le plancton qui sert de nourritures à beaucoup d'animaux marins et par la même les contamine aussi. C'est aussi pour cela qu'on retrouve le pétrole sur les plages par la suite par le jeu de déplacement des marées.
|
||||
Par exemple, le pétrole et l'eau ne sont pas miscibles (voir \vref{miscibilite}). En les mélangeant, on obtient deux phases (le pétrole sur l'eau) car la densité du pétrole est 0,85 et celle de l'eau est 1 pour l'eau douce et \num{1,025} en moyenne pour l'eau salée. C'est pour cela que lorsqu'un bateau transportant du pétrole coule ou bien fuit, les \emph{barrages} pour retenir le pétrole sont posés à la surface. C'est aussi pour cela qu'une marée noire est dangereuse : le pétrole à la surface va contaminer les oiseaux qui viennent à la surface de l'eau se nourrir, mais aussi le plancton qui sert de nourriture à beaucoup d'animaux marins, et par la même les contamine aussi. C'est aussi pour cela qu'on retrouve le pétrole sur les plages par la suite par le jeu de déplacement des marées.
|
||||
|
||||
\subsection{Les métaux} \label{metaux}
|
||||
|
||||
Dans le cadre du cours les métaux ont été étudiés car ils possèdent des caractéristiques spéciales par rapport aux autres substances solides. Tous les métaux quand ils sont proprement brossés sont brillants à la surface, c'est un moyen de les reconnaître. De même tous les métaux sont des conducteurs électriques et thermiques. A température ambiante la quasi-totalité des métaux sont à l'état solide (sauf le mercure Hg qui est à l'état liquide d'où son utilisation il y a quelques dizaines d'années dans les thermomètres et il y a plus d'un siècle pour faire briller les chapeaux\footnote{l'utilisation des sels de mercure aurait inspiré le personnage du chapelier fou dans le roman de Lewis Caroll "Alice au pays des merveilles", car à l'époque les chapeliers utilisaient des sels de mercure pour faire briller les chapeaux, les gens travaillant souvent 16h par jour 6 jours sur 7, les vapeurs de ces sels provoquaient à force la folie puis / ou la mort, car le mercure est un neurotoxique connu.}.
|
||||
Dans le cadre du cours, les métaux ont été étudiés car ils possèdent des caractéristiques spéciales par rapport aux autres substances solides. Tous les métaux quand ils sont proprement brossés sont brillants à la surface, c'est un moyen de les reconnaître. De même, tous les métaux sont des conducteurs électriques et thermiques. À température ambiante, la quasi-totalité des métaux est à l'état solide (sauf le mercure \chemform{Hg} qui est à l'état liquide, d'où son utilisation il y a quelques dizaines d'années dans les thermomètres et il y a plus d'un siècle pour faire briller les chapeaux\footnote{l'utilisation des sels de mercure aurait inspiré le personnage du chapelier fou dans le roman de Lewis Caroll \emph{Alice au pays des merveilles}, car à l'époque les chapeliers utilisaient des sels de mercure pour faire briller les chapeaux. Les gens travaillant souvent \SI{16}{\hour} par jour 6 jours sur 7, les vapeurs de ces sels provoquaient à force la folie et/ou la mort, car le mercure est un neurotoxique connu.}.
|
||||
|
||||
La particularité électrique de conductivité des métaux est due à la présence d'électrons qui sont peu stabilisés autour du noyau atomique au sein des atomes constituants les métaux. Cette fragilité rend ces électrons facilement mobiles et permet un type de connexion (liaison) entre atomes appelée \underline{\emph{liaison métallique}} dont la particularité est qu'en la reliant à une source de courant électrique elle laisse passer le courant car les électrons issus du courant électrique vont aller se placer à la place des électrons fragilisés, et par ricochet les atomes ayant trop d'électron feront sauter vers l'atome voisin l'électron en trop, etc.. ce qui permet de faire circuler les électrons d'atome en atome à une très grande vitesse et forme... le courant électrique. Ce déplacement de proche en proche est très rapide, de l'ordre de 175 000 km/s. Par contre l'avancée des électrons un à un le long du circuit est très lente (quelques cm/h).
|
||||
La particularité de conductivité électrique des métaux est due à la présence d'électrons qui sont peu liés autour du noyau atomique au sein des atomes constituants les métaux. Cette fragilité rend ces électrons facilement mobiles et permet un type de connexion (liaison) entre atomes appelée \emph{liaison métallique}. En reliant un métal à une source de courant électrique, il laisse passer le courant car les électrons issus du courant électrique vont aller se placer à la place des électrons fragilisés, et par ricochet les atomes ayant trop d'électrons feront sauter vers l'atome voisin l'électron en trop, etc. Ceci permet de faire circuler les électrons d'atome en atome à une très grande vitesse et forme\dots{} le courant électrique. Ce déplacement de proche en proche est très rapide, de l'ordre de 175 000 km/s. Par contre l'avancée des électrons un à un le long du circuit est très lente (quelques \si{\centi\meter/\hour)}.
|
||||
|
||||
\begin{quotation}
|
||||
\textit{Notez qu'un métal \textsc{est forcément un corps pur} car sinon ce n'est pas un métal mais un alliage.}
|
||||
Notez qu'un métal \emph{est forcément un corps pur}, car sinon ce n'est pas un métal mais un alliage.
|
||||
\end{quotation}
|
||||
|
||||
\paragraph*{Hors programme : Quelques alliages}
|
||||
\paragraph*{Hors programme : quelques alliages}
|
||||
|
||||
Voici quelques exemples d'alliages qu'on trouve souvent dans le commerce sous forme d'objets confectionnés.
|
||||
Voici quelques exemples d'alliages que l'on trouve souvent dans le commerce sous forme d'objets confectionnés.
|
||||
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item fonte : fer et de 1,7 à 4 \% de carbone
|
||||
\item acier : fer et moins de 2,1 \% de carbone et quelques autres résidus, souvent appelé " Acier carbone ".
|
||||
\item acier inoxydable : fer et carbone et nickel et chrome quelquefois molybdène, vanadium ...
|
||||
\item bronze : cuivre et étain ; " l'airain " est l'ancien nom du bronze
|
||||
\item fonte : fer et de 1,7 à 4\% de carbone
|
||||
\item acier : fer et moins de 2,1\% de carbone et quelques autres résidus, souvent appelé \emph{acier carbone}.
|
||||
\item acier inoxydable : fer, carbone, nickel et chrome quelquefois molybdène, vanadium\dots{}
|
||||
\item bronze : cuivre et étain ; \emph{l'airain} est l'ancien nom du bronze
|
||||
\item laiton : cuivre et zinc
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
Notez aussi que l'Or métallique (c'est à dire pur) étant mou, tous les bijoux que vous achetez sont en fait un alliage d'Or, de cuivre et d'argent pour le rendre plus dur ou qu'il y ait des nuances de couleur. La pureté de l'Or est exprimée en Carat (ou en 1000e) :
|
||||
Notez aussi que l'or métallique (c'est à dire pur) étant mou, tous les bijoux que vous achetez sont en fait un alliage d'or, de cuivre et d'argent pour le rendre plus dur ou qu'il y ait des nuances de couleur (tableau~\vref{tab:couleur_or}). La pureté de l'or est exprimée en carat (ou en 1000\ieme{}) (tableau~\vref{tab:or_commercial}).
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{table}[!htbp]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\begin{tabular}{ c | c c c }
|
||||
Nom commercial & \% d'Or & nb. de carat & nb. de 1000e \\
|
||||
\renewcommand*{\arraystretch}{1.5}
|
||||
\setlength{\tabcolsep}{5mm}
|
||||
\begin{tabular}{|c | c c c|}
|
||||
\hline
|
||||
\textbf{Nom de l'alliage} & \% \textbf{Or jaune} & \% \textbf{argent} & \% \textbf{cuivre} \\
|
||||
\hline\hline
|
||||
Or jaune & 75 & 12,5 & 12,5 \\
|
||||
Or blanc & 75 & 25 & 0\\
|
||||
Or rose & 75 & 5 & 20 \\
|
||||
Or rouge & 75 & 0 & 25 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\caption{\label{tab:couleur_or}Pourcentages et composition des différents ors utilisés en bijouterie, notez que pour l'or blanc il y a un peu de palladium ajouté à l'or et à l'argent.}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
\begin{table}[!htbp]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\renewcommand*{\arraystretch}{1.5}
|
||||
\setlength{\tabcolsep}{5mm}
|
||||
\begin{tabular}{| c | c c c |}
|
||||
\hline
|
||||
\textbf{Nom commercial} & \% \textbf{d'or} & \textbf{nb. de carat} & \textbf{nb. de 1000\ieme{}} \\
|
||||
\hline\hline
|
||||
Or pur & 100 \% & 24 & 999 \\
|
||||
Or & 75 \% & 18 & 750 \\
|
||||
Or & 58,5 \% & 14 & 585 \\
|
||||
Or & 37,5 \% & 9 & 375 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\caption{Quelques puretés de l'or commercial source : \url{https://fr.wikipedia.org/wiki/Alliage\# Exemples}}
|
||||
\caption{\label{tab:or_commercial}Quelques puretés de l'or commercial. source : \url{https://fr.wikipedia.org/wiki/Alliage\# Exemples}}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\begin{tabular}{c | c c c}
|
||||
Nom de l'alliage & \% Or jaune & \% argent & \% cuivre \\
|
||||
\hline
|
||||
Or jaune & 75 \% & 12,5 \% & 12,5 \% \\
|
||||
Or blanc & 75 \% & 25 \% & 0\\
|
||||
Or rose & 75 \% & 5 \% & 20 \% \\
|
||||
Or rouge & 75 \% & 0 & 25 % \\
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\caption{Pourcentages et composition des différents ors utilisés en bijouterie, notez que pour l'or blanc il y a un peu de palladium ajouté à l'or et à l'argent.}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
\subsection{Les mélanges}
|
||||
|
||||
|
Loading…
x
Reference in New Issue
Block a user