1. Retour à l'accueil
  2. connexion
    3. EDS Physique terminale (2020)
  3. Mesure et incertitudes
  4. Constitution et transformations de la matière
    1. 1. 1. Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques
      1. 2. Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation
        1. 3. 3. Prévoir l’état final d’un système, siège d’une transformation chimique
          1. 4. 4. Élaborer des stratégies en synthèse organique
          2. Mouvement et interactions
            1. 1. 1. Décrire un mouvement
              1. 2. 2. Relier les actions appliquées à un système à son mouvement
                1. 3. 3. Modéliser l’écoulement d’un fluide
                2. L’énergie : conversions et transferts
                  1. 1. 1. Décrire un système thermodynamique : exemple du modèle du gaz parfait
                    1. 2. 2. Effectuer des bilans d’énergie sur un système : le premier principe de la thermodynamique
                    2. Ondes et signaux
                      1. 1. 1. Caractériser les phénomènes ondulatoires
                        1. 1. 2. Former des images, décrire la lumière par un flux de photons
                          1. 2. B) Décrire la lumière par un flux de photons
                            1. 3. 3. Étudier la dynamique d’un système électrique
Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation
Présentation :
Cette partie prolonge l’étude de la modélisation macroscopique des transformations chimiques en abordant leurs caractéristiques cinétiques : vitesse volumique de disparition d’un réactif, vitesse volumique d’apparition d’un produit et temps de demi-réaction. La vitesse volumique, dérivée temporelle de la concentration de l’espèce, est privilégiée car elle est indépendante de la taille du système. L’approche expérimentale permet d’éclairer le choix d’un outil de suivi de la transformation, de mettre en évidence les facteurs cinétiques et le rôle d’un catalyseur, de déterminer un temps de demi-réaction et de tester l’existence d’une loi de vitesse. La « vitesse de réaction », dérivée temporelle de l’avancement de réaction, n’est pas au programme. Les mécanismes réactionnels sont présentés comme des modèles microscopiques élaborés pour rendre compte des caractéristiques cinétiques par l’écriture d’une succession d’actes élémentaires. Les exemples de mécanismes réactionnels sont empruntés à tous les domaines de la chimie. Les domaines d’application sont variés : santé, alimentation, environnement, synthèses au laboratoire ou dans l’industrie, etc.

Notions abordées en première :
Notions abordées en classe de première (enseignement de spécialité) : Transformation modélisée par une réaction d’oxydo-réduction, schémas de Lewis, position dans le tableau périodique, électronégativité, polarité d’une liaison.
Présentation :
Les transformations nucléaires, introduites en classe de seconde, sont réinvesties dans l’enseignement scientifique en classe de première où sont abordés, de manière qualitative ou graphique, le caractère aléatoire de la désintégration de noyaux radioactifs et la décroissance de l’activité d’un échantillon. En classe terminale, il s’agit de passer de l’étude limitée au cas de durées discrètes (multiples entiers du temps de demi-vie) à une loi d’évolution d’une population de noyaux régie par une équation différentielle linéaire du premier ordre. Cette partie permet de réinvestir la notion d’isotope, d’utiliser le diagramme (N,Z), d’identifier le type de radioactivité et d’écrire des équations de réaction de désintégration. Des applications peuvent être proposées dans les domaines de l’archéologie, de la santé, de la médecine, du stockage des substances radioactives, de la protection, etc.

Notions abordées en première :
Composition du noyau d’un atome, symbole A Z X , isotopes, transformation nucléaire, aspects énergétiques des transformations nucléaires (Soleil, centrales nucléaires), caractère aléatoire de la désintégration radioactive, temps de demi-vie, datation, équivalence masse- énergie, fusion de l’hydrogène dans les étoiles.
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
A) Suivre et modéliser l’évolution temporelle d’un système siège d’une transformation chimique
Savoirs :
Suivi temporel et modélisation macroscopique Transformations lentes et rapides. Facteurs cinétiques : température, concentration des réactifs. Catalyse, catalyseur. 		Savoir-faire
Justifier le choix d’un capteur de suivi temporel de l’évolution d’un système. Identifier, à partir de données expérimentales, des facteurs cinétiques. Citer les propriétés d’un catalyseur et identifier un catalyseur à partir de données expérimentales. Mettre en évidence des facteurs cinétiques et l’effet d’un catalyseur
Savoirs :
Vitesse volumique de disparition d’un réactif et d’apparition d’un produit. Temps de demi-réaction. 		Savoir-faire
À partir de données expérimentales, déterminer une vitesse volumique de disparition d’un réactif, une vitesse volumique d’apparition d’un produit ou un temps de demi-réaction. Mettre en œuvre une méthode physique pour suivre l’évolution d’une concentration et déterminer la vitesse volumique de formation d’un produit ou de disparition d’un réactif.
Savoirs :
Loi de vitesse d’ordre 1.		Savoir-faire
Identifier, à partir de données expérimentales, si l’évolution d’une concentration suit ou non une loi de vitesse d’ordre 1. Capacité numérique : À l’aide d’un langage de programmation et à partir de données expérimentales, tracer l’évolution temporelle d’une concentration, d’une vitesse volumique d’apparition ou de disparition et tester une relation donnée entre la vitesse volumique de disparition et la concentration d’un réactif.
Savoirs :
Modélisation microscopique Mécanisme réactionnel : acte élémentaire, intermédiaire réactionnel, formalisme de la flèche courbe. Modification du mécanisme par ajout d’un catalyseur. Interprétation microscopique de l’influence des facteurs cinétiques.		Savoir-faire
À partir d’un mécanisme réactionnel fourni, identifier un intermédiaire réactionnel, un catalyseur et établir l’équation de la réaction qu’il modélise au niveau microscopique. Représenter les flèches courbes d’un acte élémentaire, en justifiant leur sens. Interpréter l’influence des concentrations et de la température sur la vitesse d’un acte élémentaire, en termes de fréquence et d’efficacité des chocs entre entités.
B) Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation nucléaire
Savoirs :
Décroissance radioactive Stabilité et instabilité des noyaux : diagramme (N,Z), radioactivité alpha et betha, équation d’une réaction nucléaire, lois de conservation. Radioactivité gamma. Évolution temporelle d’une population de noyaux radioactifs ; constante radioactive ; loi de décroissance radioactive ; temps de demi-vie ; activité. Radioactivité naturelle ; applications à la datation. Applications dans le domaine médical ; protection contre les rayonnements ionisants.		Savoir-faire
Déterminer, à partir d’un diagramme (N,Z), les isotopes radioactifs d’un élément. Utiliser des données et les lois de conservation pour écrire l’équation d’une réaction nucléaire et identifier le type de radioactivité.
Savoirs :
Radioactivité gamma. Évolution temporelle d’une population de noyaux radioactifs ; constante radioactive ; loi de décroissance radioactive ; temps de demi-vie ; activité. 		Savoir-faire
Établir l’expression de l’évolution temporelle de la population de noyaux radioactifs. Exploiter la loi et une courbe de décroissance radioactive. Capacité mathématique : Résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants.
Savoirs :
Radioactivité naturelle ; applications à la datation. Applications dans le domaine médical ; protection contre les rayonnements ionisants.		Savoir-faire
Expliquer le principe de la datation à l’aide de noyaux radioactifs et dater un événement. Citer quelques applications de la radioactivité dans le domaine médical. Citer des méthodes de protection contre les rayonnements ionisants et des facteurs d’influence de ces protections.