Module 2 Les caractéristiques de l’électricité MOTS CLÉS : Chargé Électrons Charge électrique Électricité statique Neutre Électrostatique Isolant Conducteur Loi de l’attraction Loi de répulsion Charge négative Charge positive

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Chargé: Le terme qui désigne une matière qui a un surplus ou une déficience d’électrons. Électron: Une particule de charge électrique négative. Charge électrique: La propriété d’une matière qui a un surplus ou une déficience d’électrons. Cette charge est soit positive ou négative. Neutre: Le terme qui désigne une matière qui n’a PAS de charge électrique. Électricité statique: Une charge électrique fixe.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Électrostatique: La partie de la science qui étudie l’électricité statique. Isolant: Les substances qui ne permettent pas aux charges de se déplacer sur ou à l’intérieur de l’objet. Conducteur: Les substances qui permettent aux charges de se déplacer librement sur ou à l’intérieur de l’objet. La plupart des métaux sont des conducteurs et la plupart des non-métaux sont des isolants.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Loi de l’attraction: Les charges électriques différentes s’attirent. Loi de la répulsion: Les charges électriques identiques se repoussent. C’est le célèbre inventeur Benjamin Franklin qui a premièrement appelé les deux types de charges «charge positive» et «charge négative».

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité MOTS CLÉS : Atome Électron Proton Neutron Molécule Champ électrique Étincelle

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Atome: Toute matière se compose de petites particules qu’on appelle des atomes. Électron: Une particule de charge négative. Proton: Une particule de charge positive. Neutron: Une particule sans charge électrique.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Molécule: L’assemblage d’au moins 2 atomes, par des liaisons chimiques. Champ électrique: Un champ qui exerce une force sur tout ce qui a une charge. Étincelle: Une décharge électrique causée par des électrons sautant d’un conducteur à un autre dans l’air.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité MOTS CLÉS : Semi-conducteur Ion Charge par friction Charge par contact Charge par induction Prise de terre Électroscope

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Semi-conducteur: Une matière est dite semi-conductrice si les électrons qu’elle reçoit s’y déplace plus difficilement qu’un conducteur. Conducteurs Semi-conducteurs Isolants l’aluminium le silicone l’ambre le cuivre le carbone le coton l’or la Terre la fourrure le fer le corps humain le papier le platine l’air le caoutchouc le mercure l’eau (salée) le plastique l’argent l’eau (pure) EXEMPLES: Ion: Un atome ayant une charge positive ou négative en raison de la perte ou du gain d’électrons.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Quelques applications de l’électricté statique: un photocopieur p.310 un vaporisateur un haut-parleur

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Charge par friction: Le transfert d’électrons qui se produit lorsque deux objets sont frottés ensembles. Charge par contact: Le transfert d’électrons qui se produit lorsqu’un objet chargé négativement touche un objet neutre ou chargé positivement. Charge par induction: Le processus par lequel un objet ayant une charge électrique produit la même charge chez un objet avoisinant, sans le toucher.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité Électroscope: Un appareil qui permet de déterminer la présence d’une charge électrique. Prise de terre: Mettre une prise de terre signifie relier un conducteur au sol.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité La foudre: Un éclair de lumière vive causé par la décharge d’électricité entre les nuages et le sol. Le paratonnerre: Une tige ou un cable métallique fixé à un édifice pour conduire les électrons à la terre et éviter que la foudre cause des dommages.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique MOTS CLÉS : Circuit électrique Pile sèche Fil conducteur Différence de potentiel Volts Interrupteur Courant Ampère Coulomb

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Circuit électrique: Le chemin que suit le courant électrique. Pile sèche: Un dispositif dans laquelle les réactions chimiques créent une différence de potentiel. Fil conducteur: Conducteur isolé utilisé pour conduire l’électricité. (cuivre, platine, argent, or, fer, tungstène...)

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Différence de potentiel: La différence entre l’énergie électrique potentiel à un point d’un circuit et celle à un autre point du circuit. Volts (V): La mesure de la différence de potentiel. Interrupteur: Un dispositif qui sert à ouvrir et fermer le circuit.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Courant (I): Flux de charges électriques. Ampère (A): La mesure d’intensité du courant électrique. Coulomb (C): La mesure de la charge électrique. Donc, si un circuit a un courant de 1 ampère, cela signifie qu’il y a une charge de 1 coulomb qui passe par un point du circuit à toutes les secondes.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Circuit électrique: Le chemin que suit le courant électrique. Pour avoir un circuit électrique, on a besoin d’une charge. D’où vient cette charge? Centrales énergétiques: Usines qui produisent de l’électricité. 1-Centrales hydroélectriques 2-Centrales thermoélectriques 3-Centrales thermonucléaires

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Au Canada nous consommons environ 2 000 000 000 000 000 000 J d’énergie électrique par année. Joule: Unité de mesure de l’énergie. Pile sèche: Un dispositif dans laquelle les réactions chimiques créent une différence de potentiel. Chaque pile contient une énergie chimique calculée en J. Cette énergie est convertie en énergie électrique mesurée en coulomb. Il existe une équation afin de calculer la charge d’une pile ou d’une batterie. V= E/Q

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Dans une batterie, une énergie chimique de 45 J est convertie en énergie électrique au moment de la séparation des charges positives et des charges négatives. À la suite de cette conversion, une charge négative de 15 C est située à la borne négative, ce qui laisse une charge positive à l’autre borne. Quelle est la différence de potentiel entre les bornes négatives et positives de la batterie?

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Charges d’un circuit: Les composantes qui convertissent l’énergie électrique en une autre forme. Symboles Énergie potentielle électrique: L’énergie électrique emmagasinnée dans une pile ou une batterie.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Ampèremètre: Un instrument qui permet de mesurer le courant électrique. Voltmètre: Un instrument qui permet de mesurer la différence de potentiel entre 2 points, dans un circuit électrique.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Courant: Le flux de charges électriques. flux=mouvement Le mouvement des charges peut être mesuré par la formule I=Q/T I= le courant en ampères Q= la charge en coulombs t= le temps en secondes

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Si la charge totale qui passe par un point d’un conducteur en 5 minutes est de 240 C, quel est le courant en ce point du conducteur? 2) Quel est le courant qui passe par un point d’un conducteur si celui-ci laisse passer une charge de 120C en 1 minute et demi? Combien de temps prend un conducteur pour laisser passer une charge de 800 C, portant un courant de 75A?

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique MOTS CLÉS : Résistance Loi d’Ohm 4 facteurs

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Résistance (R): La différence de potentiel entre la charge, mesurée en coulombs, et le courant mesuré en ampères. La résistance se mesure en Ohm. (Ω) On peut calculer la résistance à l’aide de cette 3e formule d’électricité: R=V/I où R= résistance V=différence de potentiel I= courant

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Comment peut-on faire utilisation de la loi d’Ohm? À quoi sert-elle? Exemple: Quelle est la résistance d’un radiateur électrique dans lequel circule 12,5 A lorsque le radiateur est branché à une prise de courant ordinaire? R= ? V= 120 V I = 12,5 A R= V I R=120 ÷ 12,5 R= 9,6 Ω 4. La résistance du radiateur électrique mesure 9,6 Ω.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Les résistances dans la figure ci-dessous servent à contrôler i) la différence de potentiel ii) le courant

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Il existe 4 facteurs qui ont une influence sur la résistance d’un fil: i) sa longueur ii) son épaisseur iii) sa température iv) le type de substance

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique *La longueur La résistance d’un fil augmente avec sa longueur. Si sa longueur double, sa résistance double. *L’épaisseur La résistance d’un fil diminue avec son épaisseur. Si son aire transversale double, sa résistance diminue de moitié.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique *La température La résistance d’un fil augmente lorsque la température du fil augmente. *Le type de substance À cause de la structure des atomes, les électrons se déplacent plus librement dans certains métaux.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Explique dans tes propres mots la signification de l’expression résistance électrique. 2) Quel quotient d’unités est égal à 1 ohm? Un courant de 0,83 A circule dans une lampe lorsqu’on applique une différence de potentiel de 120 V à ses bornes. Quelle est la résistance de l’ampoule en ohm? Nomme et explique trois caractéristiques d’un fil qui ont une influence sur sa résistance électrique. Si un courant de 6,8 A circule dans une résistance d’un chauffe-eau dont la valeur est de 32 Ω, quelle est la différence de potentiel aux bornes de la résistance?

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique La résistance d’une ampoule est de 96,8Ω. Quelle est l’intensité du courant qui circule dans l’ampoule lorsque celle-ci est branchée à une prise de courant de 120V? Quel est le courant qui passe par un point d’un conducteur si celui-ci laisse passer une charge de 100 C en 2 minutes et demi? Quelle quantité d’énergie un moteur électrique peut-il produire lorsqu’il est branché à une prise de 110 V et une charge totale de 50C traverse le moteur? Si un courant de 6,8 A circule dans une résistance d’un chauffe-eau dont la valeur est de 32 Ω, quelle est la différence de potentiel aux bornes de la résistance?

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique MOTS CLÉS : Circuit en série Circuit en parallèle - L’intensité du courant dans un circuit série La résistance dans un circuit série

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique Circuit en série: Un circuit électrique où le courant peut seulement emprunter un chemin. Circuit en parallèle: Un circuit électrique où le courant peut emprunte deux ou plusieurs chemins.

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique L’intensité du courant dans un circuit en série Dans un circuit en série, I’intensité du courant à la source est égal au courant qui passe dans les résistances de notre circuit. I1 R1 Is R2 I2 Is I1 I2 I3 = = = R3 I3

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique La résistance dans un circuit en série Dans un circuit en série, la résistance totale à la source est égal à la somme des résistance qui passe dans les résistances de notre circuit. I1 R1 RT R2 I2 RT R1 R2 R3 = + + R3 I3

Circuits en série Problèmes écrits Étant donné un circuit en série se composant de: 1. Une batterie à 2 piles V= 12 v I= 4 A 2. 2 ampoules V= 3 v 3. 1 ampoule V=6 v Complétez le schéma électrique. Complétez la résolution du circuit en série par l’entremise d’un tableau. V I R R1 R2 R3 Totale

Circuits en série Problèmes écrits Étant donné un circuit en série se composant de: 1. Une batterie à 2 piles V= 48 v I= 16 A 2. 2 ampoules V= 12 v 3. 1 ampoule V=24 v Complétez le schéma électrique. Complétez la résolution du circuit en série par l’entremise d’un tableau. V I R R1 R2 R3 Totale

Circuits en série Problèmes écrits Étant donné un circuit en série se composant de: 1. Une batterie à 3 piles E= 60 J Q= 5 C 2. 1 ampoule V= 6 v 3. 1 résistance V= 2 v 4. 1 résistance I = 10 A Complétez le schéma électrique. Complétez la résolution du circuit en série par l’entremise d’un tableau. V I R R1 R2 R3 Totale

Circuits en série Problèmes écrits Étant donné un circuit en série se composant de: 1. Une pile E= 30 J Q= 2,5 C 2. 1 ampoule V= 3 v 3. 1 résistance V= 1 v 4. 1 résistance I = 5 A Complétez le schéma électrique. Complétez la résolution du circuit en série par l’entremise d’un tableau. V I R R1 R2 R3 Totale

Circuits en série Problèmes écrits Étant donné un circuit en série se composant de: 1. Une batterie à 5 piles I= 6 A 2. 1 ampoule R= 10 Ω 3. 1 résistance R= 5 Ω 4. 1 résistance R= 6 Ω Complétez le schéma électrique. Complétez la résolution du circuit en série par l’entremise d’un tableau. V I R R1 R2 R3 Totale

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique L’intensité du courant dans un circuit en parallèle Dans un circuit en parallèle, I’intensité du courant à la source est égal à la somme des courants qui passent dans les résistances de notre circuit. Is Is I1 I2 I3 = + +

Module 2 Les caractéristiques de l’électricité L’électricité dynamique La résistance dans un circuit en parallèle Dans un circuit en parallèle, la résistance équivalente à la source peut être trouvée en utilisant la formule suivante: 1 1 1 1 + + = RT R1 R2 R3

Module 3 Les atomes et les éléments MOTS CLÉS : Théorie particulaire Catégories de substances Catégories de mélanges État de la matière Propriété de matière

La théorie particulaire de la matière. Module 3 Les atomes et les éléments La théorie particulaire de la matière. 1. Toute matière se compose de très petites particules.

La théorie particulaire de la matière. Module 3 Les atomes et les éléments La théorie particulaire de la matière. 2. Chaque substance pure a son propre type de particules, lesquelles se distinguent des particules des autres substances pures. Substance A Particule A Substance B Particule B

La théorie particulaire de la matière. Module 3 Les atomes et les éléments La théorie particulaire de la matière. 3. Les particules s’attirent l’une à l’autre. Particules Éloignées = Faible Attraction! Particules Proches = Forte Attraction!

La théorie particulaire de la matière. Module 3 Les atomes et les éléments La théorie particulaire de la matière. 4. Les particules sont toujours en mouvement. CHAUD!!! FROID!!! Les particules dont la température est plus élevée se déplacent plus rapidement que celles dont la température est basse. http://www.chm.davidson.edu/vce/KineticMolecularTheory/Maxwell.html

La théorie particulaire de la matière. Module 3 Les atomes et les éléments La théorie particulaire de la matière. 1. Toute matière se compose de très petites particules. 2. Chaque substance pure a son propre type de particules, lesquelles se distinguent des particules des autres substances pures. 3. Les particules s’attirent l’une à l’autre. 4. Les particules sont toujours en mouvement. 5. Les particules dont la température est plus élevée se déplacent plus rapidement que celles dont la température est basse.

Deux catégories de substances Module 3 Les atomes et les éléments Deux catégories de substances Substance pure Mélange Biscuit au brisure de chocolat Particules de biscuits Particules de chocolat Cube de sucre Particule de sucre

Deux catégories de mélanges Module 3 Les atomes et les éléments Deux catégories de mélanges Solution Mélange hétérogène EAU SUCRE EAU SUCRÉ EAU HUILE

Module 3 Les atomes et les éléments Révision: substances Substances Mélanges Substances pures Hétérogène Solution (HOMOGÈne)

Classement de l’état de la matière Module 3 Les atomes et les éléments Classement de l’état de la matière Toute matière peut être classée selon son état: 1. SOLIDE 2. LIQUIDE 3. GAZ

Classement de l’état de la matière Module 3 Les atomes et les éléments Classement de l’état de la matière 1. SOLIDE * a une forme définie * a un volume défini 2. LIQUIDE * prend la forme du contenant qu’il rempli * a un volume défini 3. Gaz * n’a pas de forme définie * n’a pas de volume défini

Propriétés de la matière Module 3 Les atomes et les éléments Propriétés de la matière Toute matière a certaines propriétés. Il existe 2 types de propriétés: 1. Physique 2. Chimique

Module 3 Les atomes et les éléments Propriétés physiques Toute propriété que l’on peut observer ou mesurer sans créer une nouvelle substance est une propriété physique. PHYSIQUES QUALITATIVES QUANTITATIVES - couleur - texture - point de fusion - point d’ébullition goût - odeur - masse volumique solubilité - état - forme de cristal conductivité - malléabilité ductilité

Module 3 Les atomes et les éléments Propriétés chimique Une propriété chimique se manifeste lorsqu’une substance réagit lorsqu’elle entre en contact avec une autre substance, ainsi formant un nouveau produit. CHIMIQUE * Réaction avec l’eau * Réaction avec l’air * Réaction avec l’oxygène pur * Réaction avec des acides * Réaction avec des substances pures * Sa combustibilité * Sa toxicité

Module 3 Les atomes et les éléments Modèles atomiques

Module 3 Les atomes et les éléments Modèles atomiques JOHN DALTON proposa en 1808 les éléments se formaient de petite particules nommées ATOME. Les atomes d’un élément sont différents de ceux de tout autre élément. Tout atome d’un élément est identique aux autres atomes de ce même élément. Les atomes d’un élément peuvent se combiner avec d’autres éléments pour former des COMPOSÉS. Les atomes ne peuvent pas être créés, divisés ou détruits.

Module 3 Les atomes et les éléments Modèles atomiques JOHN THOMSON proposa en 1897 présenta le modèle atomique «plum-pudding». Selon lui, la majeure partie d’un atome consiste en une grande charge positive,(le pudding) enfouie de plusieurs petites charges négatives,(les plums (prunes)).

plum-pudding

Module 3 Les atomes et les éléments Modèles atomiques ERNEST RUTHERFORD proposa en 1911 le modèle atomique nucléaire. Un atome contient un noyau chargé positivement. Ce noyau contient des protons et représente toute la masse de l’atome. L’atome contient des électrons chargés négativement situés autour du noyau.

Module 3 Les atomes et les éléments Modèles atomiques NEILS BOHR proposa en 1913 que les électrons circulaient autour du noyau sur des orbites circulaires.

Le modèle de Neils Bohr Niveau d’énergie discret sur lesquels les électrons existes. Les électrons peuvent se déplacer entre les niveaux, mais ne peuvent pas etre entre deux niveaux. Énergie quantique

Le tableau périodique des éléments Module 3 Les atomes et les éléments Le tableau périodique des éléments DMITRI MENDELEÏEV a remarqué l’existence d’une relation dans les éléments. Il a construit un tableau périodique en utilisant les propriétés chimiques et la masse atomique comme principes directeurs. Cependant, il devait parfois choisir entre ces deux principes. Lorsque cela se produisait, il suivait les propriétés chimiques de l’élément.

Module 3 Les atomes et les éléments MOTS CLÉS : Élément Composé Composé moléculaire Composé non moléculaire Composition de l’air sec Catégories d’éléments

Module 3 Les atomes et les éléments Élément: Substance pure qu’il est impossible de décomposer en parties plus simples. Composé: Substance pure qui se compose de 2 ou plusieurs éléments.

Module 3 Les atomes et les éléments Composé moléculaire: Composé formé de molécules. Composé non moléculaire: Composé formé de cristaux. Chlorure de sodium NaCl

Module 3 Les atomes et les éléments Composition de l’air sec: Azote N2 78,03 % Oxygène O2 20,99 % Argon Ar 0,94 % Bioxyde de carbone CO2 0,04 %

MALLÉABILITÉ ET DUCTILITÉ Module 3 Les atomes et les éléments Catégories d’éléments ÉTAT ASPECT CONDUCTI-BILITÉ MALLÉABILITÉ ET DUCTILITÉ LES MÉTAUX solides un liquide brillants bons conducteurs de la chaleur et de l’électricité malléables ductiles NON-MÉTAUX gaz liquide peu brillants mauvais conducteurs de la chaleur et de l’électricité cassants non ductiles MÉTALLOÏDES ternes seulement certains conduisent l’électricité mauvais conducteurs de chaleur

Module 3 Les atomes et les éléments Composés moléculaires: leur formule nous indique le nombre d’atomes contenus dans une molécule. Composés non moléculaires: leur formule nous indique le rapport qui existe entre les atomes qui les composent. Élément diatomique: il se constitue de deux atomes d’un même élément.

Module 3 Les atomes et les éléments Les familles chimiques Les métaux alcalins: Les éléments métalliques de groupe 1. Tous ces métaux sont extrêmement réactifs, mous et de faible masse volumique.

Module 3 Les atomes et les éléments Les familles chimiques Les métaux alcalinoterreux: Les éléments métalliques du groupe 2. Tous ces métaux sont réactifs, mous et de faible masse volumique.

Module 3 Les atomes et les éléments Les familles chimiques Les halogènes: Les éléments du groupe 17. Tous ces gaz sont extrêmement réactifs puisqu’ils ont 7 éléctrons de valence. Électrons de valence: Les électrons qui se retrouvent dans la dernière couche.

Module 3 Les atomes et les éléments Les familles chimiques Les gaz rares: Les éléments du groupe 18. Les gaz du groupe 18 sont dites inertes; ils ne provoquent presque jamais des réactions avec d’autres éléments ou composés. La raison pour cela est que la dernière couche ou orbitale est complète.

Module 3 Les atomes et les éléments 2 types de composés Composés ionique: Un composé fait d’ions de charge opposée. Un composé ionique se forme lorsqu’un élément donne un ou plusieurs atomes à un autre élément avec lequel il réagit. Composés moléculaire: Un composé fait d’atomes qui sont liés par des liens covalents. Un composé moléculaire se forme lorsqu’un élément partage un ou plusieurs électrons avec un autre élément.