Seconde: Chimie, masse molaire

Mis à jour : juin 11

Auteur: Mario



Thème 1 : Chimie, masse molaire


1. Formules Masse Molaire


A. Rappels

● Quantité de matière, noté n : une quantité de matière représente

un nombre de « paquets » d'entités chimiques identiques. Elle

est noté n et s'exprime en mol .

● La constante d'Avogadro, noté N A : la constante d'Avogadro est

le nombre qui permet de relier une quantité de matière n d'un

échantillon au nombre N d'entités identiques. Elle est exprimée

sans unité et notée N A (N A = 6,022.10 23 )

● Mole : une mole est un paquet de 6,022.10 23 entités chimiques

identiques.

● Masse molaire, noté M : la masse molaire attribuée à un

élément chimique est la masse d'une mole d'atomes de cet

élément chimique.Elle s'exprime en gramme par mole (g.mol -1 ).

● Masse molaire d'une espèce chimique, noté M : masse d'une

mole de cette espèce chimique. Elle se calcule à partir des

masses molaires attribuées à chaque élément chimique

présente dans sa formule.

● Volume molaire, noté V m : le volume molaire Vm d'une espèce

chimique est le volume occupé par une mole de cette espèce

chimique.

● Concentration molaire, noté c : la concentration molaire d'une

espèce chimique en solution est la quantité de matière de soluté

présente par litre de solution.


B. Détermination d’une quantité de Matière


A partir de la masse:

n(x) = m(x) / M(x) avec la qté de matière n en mol ; la masse

m en g et la masse molaire M en g.mol -1 .

A partir du volume (corps pur liquide) :

on remplace la masse m par la masse volumique ⍴ multipliée

par le volume V (ce qui revient foncièrement au même).

on obtient :

n(x) = ⍴(x) x (V(x) / M(x)) avec V en L; n en mol; ⍴ en g.L -1 et M

en g.mol -1

A partir du volume (corps pur gazeux) :

- dans les mêmes conditions de température et de

pression, une mole de gaz occupe un volume précis qui

ne dépend pas de la nature du gaz considéré. Ce même

volume molaire se note Vm et s’exprime en L.mol -1 . La

relation est la suivante :

n(x)= (V(x) / V m ) avec la qté de matière n en mol; le

Volume de gaz V(x) en L et le Volume molaire en L.mol -1 .


Thème 2 : 1ère et 2e Lois de Newton / Généralités sur les forces

Rappels :

Un objet ou corps, souvent représentés par un point

contenant toute la masse de l’objet, ainsi que ses

caractéristiques. Son mouvement (sauf mouvement

rectiligne uniforme) est toujours la conséquence d’une force.

Une force F est définie par 4 caractéristiques:

- sa direction

- son sens

- son intensité/norme

- son point d’application

Elle tend à définir ou modifier le mouvement d’un objet.

Exemple de forces Importantes :

- La gravitation est l'une des forces fondamentales de la

physique . Elle correspond à l'attraction mutuelle s'exerçant

entre deux corps de masses non nulles. Elle est définie par la

formule suivante:

F= d 2

G*m1*m2

avec G constante universelle de gravitation : 6,67x10 -11

N.m 2 .kg -2

- Le poids P défini par la formule :

P = mg où m est la masse de l’objet en Kg ; g la constante de

pesanteur 9,81 N.Kg -1 à la surface de la Terre ; P le poids de

l’objet/Corps en N .


Il existe trois référentiels dits galiléens, dans lesquels les lois

de Newton sont vérifiées , le référentiel Terrestre on l’utilise

pour étudier les objets se mouvant à la surface de la Terre;

Géocentrique pour les objets autour de la Terre ; et Héliocentrique autour du soleil

Selon la première loi de Newton, tout objet persévère dans un

mouvement rectiligne uniforme ou de repos si les forces qui

s’appliquent sur lui se compensent.


1. Variation de vitesse et chute libre

Le vecteur variation de vitesse noté Δv étudie la différence de vitesse

entre deux positions successives, il est défini par Δv = v’ - v , il s’obtient

graphiquement en ajoutant le vecteur v’ à l’opposé du vecteur v.

Un objet est en chute libre si il n’est soumis qu’à la force de son poids P .

Dans ce cas, en négligeant l’influence de l’air, la variation du vecteur

vitesse v par rapport au temps est égale au champ de

pesanteur g .

(Δv / Δt) = g

Avec la 1ere loi de newton on conclut que si les forces mettent en

mouvement un corps créant une vitesse différente de l’instant précédant

Δv, alors si la résultante des forces extérieures est nulle la variation de

vitesse l’est aussi.

Donc si ΣF ext = 0 alors Δv = 0

Au contraire, l’action d’une force permet de sortir un objet de son état de

repos ou de mouvement rectiligne uniforme.

Donc si ΣF ext ≠ 0 alors Δv ≠ 0


2. 2nde loi de Newton et Résultantes des forces


A. variation de vitesse et Résultantes des forces

On peut relier la variation de vitesse d’un système par rapport au temps

et à la somme des forces qui agissent sur lui.

soit un point matériel M animé d’une vitesse v, soumis à un ensemble de

forces dont la somme vaut ΣF ext à un instant t. les forces appliquées au

système induisent un changement de vitesse.

La variation de vitesse instantanée d’un système par rapport au temps

est proportionnelle à la résultantes des forces qui s’appliquent sur lui :

( Δv / Δ t) = k x ΣF où k est un réel positif normal.

Δ t = t 1 - t 2 par exemple

Par conséquent, le vecteur variation de vitesse Δ v 2 au point M 2 est de

même direction et de même sens que la résultante des forces ΣF ext

s’appliquant au système à l'instant t 2 et sa valeur Δ v 2 (l’autre est un

vecteur lui ne l’est pas) est proportionnelle à l’intensité ΣF ext .


B. Rôle de la masse

Inertie = capacité d’un objet à conserver sa vitesse.

Plus la masse du corps est importante, plus son inertie est grande. La

force qu’il faut alors fournir à un objet pour le porter d’une vitesse v 1 à

une vitesse v 2 est, en un intervalle de temps Δ t donné proportionnel à la

masse de l’objet.

ΣF ext est proportionnelle à Δ v/ Δ t et aussi à la masse m.


C. Relation approchée de la seconde loi de Newton

Cette relation découle des considérations des A et B.

m x ( Δ v/ Δ t) = ΣF ext

avec m en kg ; ΣF ext en N ; vecteur variation de vitesse Δ v en m.s -1 ; Δ t

en s.

On peut déduire de cette relation la direction, le sens et l’intensité de la

résultante des forces qui s’appliquent à cet instant, et réciproquement.

( Δ v/ Δ t) est donc inversement proportionnel à la masse

→ ( Δ v/ Δ t)= 1/m x ΣF ext


D. Cas de la Chute libre

On sait qu’un objet dit en chute libre n’est soumis qu’à son poids P. Or,

P=mg ; alors, la relation approchée de la seconde loi de Newton s’écrit:

m x ( Δ v/ Δ t) = mg soit ( Δ v/ Δ t)=g

Ainsi, dans le cas d’une chute libre, la variation du vecteur vitesse par

rapport au temps est égale au champ de pesanteur.

Le vecteur variation de vitesse est alors vertical, dirigé vers le bas et sa

valeur ne dépend pas de la masse.

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