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Travail et force
Bonjour,
Je m'adresse à vous aujourd'hui au sujet d'un exercice que voici:
Descriptif de l'expérience:
Les extrémités A et B de la bande de papier imbibée d'une solution électrolytique sont reliés aux bornes d'un générateur qui délivre une tension continue U(AB)=20V et ce durant quelques minutes. B étant relié vers la borne - du générateur et A vers la borne +. La bande de papier mesure d=10 cm de longueur. Au centre de celle-ci, se trouve le point C autour duquel il y a des gouttes colorées de: Cu^(2+)(aq)+SO4^(2-)(aq) ainsi que de 2K^(+)(aq)+MnO4^(2-)(aq). Ces taches se déplacent de façon rectiligne depuis C jusque A et B.
1)Vous représenterez la bande de papier en fin d'expérience en faisant apparaitre:
*le champ électrique sur la bande de papier
*la force électrique modélisant l'action sur l'ion Cu^(2+)
*la force électrique modélisant l'action sur l'ion MnO4^(2-)
2)a)Vous vous aiderez des unités utilisées pour proposer une relation entre E, U(AB) et d=AB.
b)Vous déduirez l'intensité E du champ électrique.
c)Vous écrierez pour chaque ion coloré l'expression du travail de la force électrique en fonction de E, AB et de leur charge g.
d)Vous calculerez ensuite sa valeur.
e)Est ce u travail moteur ou résistant ?
3)Sachant que l'ion potassium K+ incolore subit le même déplacement CB.
Est ce que le travail électrique de la force est identique ?
Mes réponses:
1)Pour le champ électrique, je ne sais pas du tout comment le représenter.
Je sais que la représentation d'une force électrique est un vecteur. Comme la charge le l'ion Cu^(2+) est positive, lorsqu'il se dirige vers A, il est repoussé et lorsqu'il se dirige vers B, il est attiré.
Est ce correct ?
2)a) et b) E étant le champ électrique, je n'ai pas réussi à le représenter, donc je ne parviens pas à répondre à ces questions.
c) et d) L'expression du travail est: W(AB) (P) = vecteur AB. vecteur P
=AB*P*cos alpha (Je sais que P=m.g)
Je n'arrive pas à utiliser cette expression dans cet exercice.
e)Si le travail est positif, il est moteur.
Si le travail est négatif, il est résistant.
Il faut donc que j'utilise le résultat de la d)
3)Le travail électrique de la force est identique à celui de Cu^(2+), car ils ont la même charge.
Merci d'avance pour votre aide.
Bonjour.
1)Pour le champ électrique, je ne sais pas du tout comment le représenter.
Comme la charge le l'ion Cu^(2+) est positive, lorsqu'il se dirige vers A, il est repoussé et lorsqu'il se dirige vers B, il est attiré.
Est ce correct ?
A vous.
Tout d'abord, je vous remercie de m'avoir répondu.
Ensuite, je n'ai pas eu de leçon sur ce chapitre, c'est donc la raison pour laquelle je n'arrive pas à faire cet exercice.
En effet, notre professeur est hospitalisé et pour ne pas accumuler de retard, il nous envoie quand il le peut des exercices par mail.
Il nous a dit que cet exercice n'était pas facile, d'autant plus que l'on a pas de leçon. Je me suis donc aidée d'un livre que j'ai acheté pour essayer de répondre aux questions.
Le champ électrique créé entre deux plaques parallèles chargées est perpendiculaire aux plaques, dirigé dans le sens des potentiels décroissants (du + vers le -) et de valeur égale à UAB/d.
Avec ces informations vous devriez pouvoir avancer.
A vous.
Sur le schéma, je fais:
1 bande avec à chaque extrémité A et B avec C et les deux tâches au centre.
Un vecteur orthogonal à cette bande de 2 cm partant de C. (pour le champ électrique)
Un vecteur de Cu (2+) vers B avec la flèche vers B.
Un vecteur de Cu (2+) vers A avec la flèche vers C.
Un vecteur de MnO4 (2-) vers B avec la flèche vers C.
Un vecteur de MnO4 (2-) vers A avec la flèche vers A.
Est ce correct ?
Merci encore pour votre aide.
Un vecteur orthogonal à cette bande de 2 cm partant de C. (pour le champ électrique)
Un vecteur de Cu (2+) vers B avec la flèche vers B.
Un vecteur de Cu (2+) vers A avec la flèche vers C.
Même remarque et même remède pour la force subie par un ion MnO4-.
A vous.
Tout d'abord, merci de m'aider.
Je suis désolée, mais je suis hospitalisée, je n'ai dons pas accès au scanner, je vais donc le faire avec Paint. (Je suis désolée de la qualité, je n'ai pas pour habitude de faire des schéma de cette qualité)
Je n'arrive pas à joindre le schéma. Comment faire ?
J'ai réussi:
http://imagik.fr/view-rl/146876
La flèche rouge représente le champ électrique.
La verte et la jaune représente la force électrique.
Non, ce n'est pas cela. Avez vous regardé le lien que je vous ai indiqué ? Il suffit de cliquer sur la petite maison.
Voici le bon schéma (voir ci dessous).
Pour joindre une image, sans passer par un site extérieur (c'est normalement interdit), il faut enregistrer, au format JPEG, le schéma que vous avez fait sur Paint, puis cliquer sur la balise "Img" qui se trouve en dessous de la fenêtre où vous tapez vos messages et enfin suivre la procédure qui est proposée.
Je vous remercie infiniment.
Merci beaucoup pour toutes ces indications, lorsque nous ferons la leçon en classe, ça sera plus facile.
2)a) Pour l'expression, voici ce que j'ai trouvé dans mon livre:
"W(AB)(Fe)=qU(AB), c'est la seule expression où intervient la tension", mais je ne sais pas comment l'utiliser à bon escient.
W(AB)(Fe)=qU(AB)
On peut aussi écrire : W(CB)(Fe)= q E CB avec pour l'ion cuivre(II) q = 2 e = 2
1,6 10-19 C
et : W(CA)(Fe)= -q E CA avec pour l'ion permanganate q = -1,6 10-19 C.
Le reste c'est du calcul.
OK ?
D'accord, merci beaucoup.
Je vais faire les calculs et je reviendrai vers vous si ça ne vous dérange pas.
Voici ce que je trouve:
W(CB)(Fe)=q.E.CB
=(2*1,6*10^(-19))*E*5
Le problème est que je ne sais pas à quoi correspond E, tout à l'heure vous avez dit que la valeur de E est UAB/d, donc E=20/10=2.
Est ce correct ?
Pouvez vous m'aider pour la question 2) ?
La 3), je pense avoir trouvé.
Merci infiniment du temps que vous passez à me répondre.
La 2)d) et e), je sais les faire. Ce sont pour la 2)a), b) et c) que je suis réellement perdue.
Merci encore.
Pour le 2)a et b : l'unité du champ électrique est le V.m-1 ; on a E = UAB/dAB comme UAB = 20 V et dAB = 10 cm = 0.10 m, on aura E = 20/0.10 = 200 V.m-1
donc E=20/10=2.
Est ce correct ?
Pour la question 2) c, on ne peut pas exprimer le travail en fonction de AB, les ions colorés vont de C à B pour les ions Cu2+ et de C à A pour les ions MnO4-.
On a donc...
pour les ions Cu2+ : W = +2e E CB = 2*1.6 10-19*200*5 10-2 = 3.2 10-18 J
pour les ions MnO4- : W = e E CA = 1.6 10-19*200*5 10-2 = 1.6 10-18 J
Pour le 3)...
Le travail électrique de la force est identique à celui de Cu^(2+), car ils ont la même charge.
Les valeurs des deux travaux seront différentes.
Tout d'abord, merci infiniment de m'aider.
Ensuite, j'ai effectivement trouvé E=200V.m^(-1) et W(CB)Fe)=3,2*10^(-18)J.
En revanche, j'ai trouvé W(CA)(Fe)=-3,2*10^(-18)J, car dans l'énoncé, c'est MnO4^(2-), donc -2*(1,6*10^(-19)).
Est ce correct ?
En revanche, j'ai trouvé W(CA)(Fe)=-3,2*10^(-18)J, car dans l'énoncé, c'est MnO4^(2-), donc -2*(1,6*10^(-19)).
Est ce correct ?
En fait, le travail de la force électrique s'écrit :
Pour l'ion MnO4-, la charge est q = -e mais les vecteurs
La produit scalaire
c'est à dire :
Finalement, on obtient :
Numériquement :
Les deux travaux sont évidemment des travaux moteurs.
Tout d'abord, comme je vous ai précédemment dis je n'ai pas de leçon sur ce chapitre, je ne maîtrise pas tout à fait les formules bien que j'aie acheté un livre dans lequel il est expliqué relativement bien les leçons, mais ce livre est plutôt destiné à compléter le cours du professeur.
Je tiens donc à m'excuser si parfois mes réponses étaient improbables ou idiotes.
Quoiqu'il en soit, je vous remercie infiniment pour votre aide précieuse non seulement pour cet exercice, mais aussi pour la leçon car vous expliquez clairement toutes les réponses.
Ainsi, lorsque le professeur reviendra, il sera beaucoup plus facile pour moi de comprendre.
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