Chapitre 1 Correction des exercices

Exercice 4 1) Le nombre d'atomes contenus dans une mole est donné par le nombre d'Avogadro NA dont la valeur est 6,023.1023 mol-1 (il représente un nombre d'entités par mole, "entité" n'étant pas une unité). Un atome d'hydrogène contient 1 proton et un électron, la masse de l'électron étant négligeable devant celle du proton (à comparer au 1,0 g.mol-1 de la classification périodique) : M(H) = NA.mp= 6,023.1023x 1,673.10-27 = 1,008.10-3 kg.mol-1 soit 1,008 g.mol-1 2) La masse d'une mole de molécules de dihydrogène est égale à deux fois la masse d'une mole d'atomes d'hydrogène : M(H2) = 2 m(H) = 2 x 1,008 = 2,016 g Pour trouver la masse d'une molécule, il suffit de diviser par NA : m(H2) = M(H2) / NA A.N. : m(H2) = 2,016.10-3 / 6,02.1023 = 3,35.10-27 kg

Exercice 6 Présentation des données : Données : MT = 6.1024 kg Mn = 1,67.1027 kg N = 1.1050 1) Le nombre de nucléons nn est obtenu en faisant le rapport de la masse de la Terre sur la masse d'un nucléon : Nn = MT / Mn = 6.1024 / 1,67.10-27 = 4.1051 (1CS) 2) Il y a, en moyenne, plusieurs nucléons par atome. Pour trouver ce nombre moyen, il suffit de diviser le nombre de nucléons Nn par le nombre d'atomes N : Nmn = Nn / N = 4.1051 / 1.1050 = 4.101 soit 40 neutrons par atomes en moyenne.

Exercice 9 Présentation des données : Donnée : Q = 1 C En une seconde : la charge Q d'un coulomb (C) correspond au passage de la charge de n électrons portant chacun la charge - e (- 1,6.10-19 C) en valeur absolue : n = Q / | - e| En une minute : la quantité d'électrons est 60 fois plus grande (1 min = 60 s). La quantité d'électrons recherchée est donc : N = 60 n = 60 Q / |- e| = 60 x 1 / 1,6.10-19 = 4.1020

Exercice 12 Exercice non rédigé, réponses uniquement 1) A = 200 nucléons dont Z = 80 protons et A – Z = 200 - 80 = 120 neutrons 2) Atome neutre : autant de protons que d'électrons donc 80 électrons. 3) MN = 80 MP + 120 Mn = 200 Mp = 200 x 1,67.10-27 = 3,34.10-25 kg 4) m = ρ x v : masse d'1 cm3. Pour trouver n, il faut diviser par la masse d'un atome : n = ρ x v / MN = 13,456 x 1.10-3 / 3,34.10-25 = 4,03.1022 V = n 4/3 π R3 = 6,91.10-7 m3 ou 6,91.10-1 cm3  

Exercice 17 Exercice partiellement rédigé, réponses uniquement 1) A.N. : R = (1,054571596.10-34)2/[6,673.10-11x9,10938188.1031x(1,67262158.1027)2x(2,0.1030 /1,67262158.10-27)1/3] = 6,2.106 km 2) La masse volumique est le rapport de la masse d'un corps sur son volume. La naine blanche est considérée comme sphérique donc son volume est donné par la relation 4/3 π R3. ρ = M / V = M / 4/3πR3 = 3 x 2,0.1030 / 4 x π x (6,2.106)3 = 2,0.109 kg.m-3 ou 2 millions de g par cm-3 ! Nous sommes loin de la masse volumique de l'eau avec 1000 kg.m-3 ou 1 g.cm-3.

Exercice 18 Exercice partiellement rédigé, réponses uniquement 1) 178O, le nombre de protons est donné par le chiffre 8. Le nombre de neutrons est donné par la différence entre 17 (nombre de nucléons) et 8 (nombre de protons) donc 9 neutrons. 2) 168O est l'isotope le plus répandu de l'oxygène. Ces isotopes se différencient par leur nombre de neutrons, le nombre de protons étant la caractéristique de l'élément. L'isotope 17O possède un neutron de plus que l'isotope 16O. 3) Protons : Il y a 7 protons pour l'atome d'azote et 2 pour l'hélium c'est-à-dire 9 en tout avant la transmutation. Après la transmutation, il y a 8 proton pour O et 1 pour l'hydrogène c'est-à-dire 9 en tout. Neutrons : (14 - 7) = 7 neutrons pour N et (4 - 2) = 2 pour l'hélium donc 9 neutrons avant la transmutation. Après la transmutation, (17 - 8) = 9 neutrons pour O et (1 - 1) = 0 pour H donc 9 neutrons. 4) Lors d'une transmutation, les nombres de protons et de neutrons donc de nucléons restent inchangés. Le nombre de nucléons se conserve ainsi que le nombre de protons. Il y a juste en fait une modification de leur répartition d'où la création de nouveaux noyaux.

Chapitre 1 C’est fini…