Alors voilà j'ai un DM à faire en physique-chimie, le problème c'est que je ne sais pas du tout par ou commencer. Merci à ceux qui m'aideront.
1 - Déterminer (approximativement) le nombre d'atomes dans un homme, puis son nombre d'électrons. Traduire ces nombres en français.
2 - Déterminer la vitesse moyenne des électrons dans un fils électrique (courant continu, 1A, fils de cuivre 1mm² de section).
3 - Il faut exercer une force d'environ 200N pour coller un électron sur un autre. En déduire la taille d'un électron.
Bonjour,
Attention au titre : tu es sur un forum de physique-chimie, il faut donc préciser le chapitre abordé par ton topic
Ensuite, je suppose que tu as des pistes ?
Je t'aide pour le premier.
1)
L'homme est essentiellement constitué de molécules d'eau (H2O)
La masse d'une mole de molécules d'eau est de 2 + 16 = 18 g
Un homme de 70 kg (pas moi, qui suis bien plus massif) est donc constitué de 70/(18.10^-3) = 3900 mol d'eau
1 mol est équivalente à 6,02.10^23 entités -->
Un homme de 70 kg est donc constitué de 3900 * 6,02.10^23 = 2,34.10^27 molécules d'eau
1 molécules d'eau contient 3 atommes (2 de H et 1 de O) -->
Un homme de 70 kg est donc constitué de 2,34.10^27 * 3 = 7.10^27 atomes (environ ... évidemment)
Comme dans une molécule d'eau, il a 2 atomes de H (1 électron chacun) et 1 atome de O (8 électrons), 1 molécule d'eau possède 10 électrons.
Un homme de 70 kg contient donc 10 * 7.10^27 = 7.10^28 électrons (environ ... évidemment)
-----
Que proposes-tu pour les autres ?
Si tu n'as pas d'idée (réfléchir quand même avant de le décréter), alors, il y a plein de sites sur ces sujets sur le net... du moins pour le problème 2 (un fil électrique est généralement en cuivre ...)
Pour la question 3 ... je la pense très sujète à interprétation.
Merci gbrn je ne savais pas qu'il fallait mettre le chapitre (le problème c'est que mon professeur ne fait pas ses DM en fonction des chapitres faits en classe), et non, justement, on n'a pas de piste du tout
Ensuite, merci beaucoup pour la question je n'avais vraiment aucune idée de la manière de m'y prendre, donc selon vous ce n'est pas grave si je ne prends pas en compte les autres molécules que l'eau? (car je pense que le résultat reste malgré tout très approximatif)
Pour la question 2, c'est vraiment le trou noir. J'ai bien compris qu'un électron se déplaçait sur un fil, et que ce fil était électrique (1 ampère), donc il doit probablement exister une formule permettant de calculer la relation entre la vitesse de l'électron (peut-être en fonction de son poids), et l'intensité du fil de cuivre. Je pense que la nature du matériau, son intensité, le poids d'un électron et la section font partie des paramètres du calcul. Seulement, j'ai encore une autre petite question à ce sujet. Quand on dit "1mm² de section", qu'est-ce que la "section" par rapport au fils? Est-ce que c'est l'aire (en 2D) du fils si on le coupe en deux (l'aire de sa surface)?
Ensuite, pour la question 3, on sait que la relation entre Kg et N existe, mais comment peut-on faire une relation entre un poids et une taille? Je n'en vois aucune
Je vais faire quelques recherches, et essaierai d'en découvrir plus, mais déjà merci pour toutes vos réponses, qui m'ont bien aidée ! Bonne journée.
Alors j'ai eu du nouveau par rapport aux questions une et deux. Donc pour la question une, j'ai demandé si c'était bien la bonne procédure, il m'a dit que j'avais trouvé 67% de la réponse (donc je pense qu'il va quand même falloir faire avec d'autres molécules principales qu'on possède).
Et pour la question 2, on a trouvé un sujet similaire avec une amie, et le calcul c'est
J = n.e.v
J étant la densité en A.m²
n le nombre d'électrons libres dans un métal par m.cube (= 8,5 x 10 puissance 28 pour le cuivre)
e la charge de l'électron
Donc on fait : 1A pour 1mm² = 0,001 A.m²
Donc le calcul est : 0,001 / (1,6E-19 x 8,5E28)
Donc à la fin on trouve : 7,353E-14 (ce qui me paraît petit quand même )
Est-ce que c'est plausible?
Alors tu n'as pas compris ce que j'ai écrit : tu as donné à ton topic le titre "DM de physique-chimie", j'ai juste écrit que c'était trop vague, qu'il valait mieux donner des mots-clés sur les notions abordées par ce dernier .
Pour la question 2 :
Oui, c'est ça, sauf qu'il me semble que c'est hors programme en terminale ... Il faut donc le démontrer.
Le passage d'un courant électrique dans un conducteur est effectivement rendu possible par la présence d'électrons libres entre les atomes qui le constituent. Le nombre d'électrons libres, par centimètre cube de métal, est noté n.
Lorsque l'on applique une différence de potentiel continue entre les deux extrémités du conducteur, les électrons libres sont attirés vers le pôle positif et il en résulte un courant d'intensité I.
Par définition, la vitesse moyenne d'un électron est le quotient du trajet parcouru d par le temps T mis à le parcourir v = d/T .
Si on désigne par S la section droite du conducteur, au bout du temps T, tous les électrons libres contenus dans le volume V = S*d auront traversé cette section.
Le nombre d'électrons libres contenus dans ce volume est : n*S*d = n*S*v*T
On sait que la charge électrique d'un électron est : e = 1,6.10-19 C
Donc, la charge totale des électrons qui ont traversé S est : Q = n*S*v*T*e
Par définition, l'intensité I d'un courant continu est le nombre de coulombs qui s?écoulent par seconde : I = Q/T soit Q = I*T.
On peut donc écrire : n*S*v*T*e = I*T
Finalement, la vitesse moyenne des électrons est donc : v = I/(n*S*e) = J/(n*e)
avec J = I/S la densité de courant dans le conducteur.
Pour la question 1, ce qui manque est de répondre à "Traduire ces nombres en français." et pas, je pense, devoir tenir compte des autres molécules que celles d'eau.
Il reste donc à "traduire" en français les nombres 7.10^27 et 7.10^28
Je ne l'ai pas fait ... car je trouve cela sans réel intérêt.
Toi, tu dois bien t'y coller car c'est exigé par l'énoncé.
Mais ce n'est que mon avis.
Bonsoir Alors du coup oui pour la question 1 il fallait bien faire avec quelques autres molécules (Ca, N, P et C), et pour la traduction j'ai mis qu'on trouvait 10 fois plus d'électrons dans le corps que d'atomes.
Ensuite, merci beaucoup pour vos réponses, ça m'a bien aidée. Par contre j'aurais aimé en savoir un peu plus pour la question 3, celle qui m'inquiète le plus Je ne sais vraiment pas par ou commencer c'est difficile, si vous aviez quelques pistes à m'offrir, ce serait gentil. Bonne soirée
Pour la question 3 : si tu rapproches deux électrons (qui ont la même charge élémentaire, de même signe), que va-t-il se passer ? Attraction ? Répulsion ?
Si tu arrives malgré tout, avec une force F = 200 N à les coller, la distance entre les deux particules correspondra à 2 fois le rayon de celles-ci (fais un schéma de la situation pour t'en convaincre).
Quel équilibre s'établit ? Quelle autre force intervient ?
Salut J-P,
Je sais bien que cette troisième question est sujette à interprétation, j'essaie donc de proposer le modèle physique qui collerait au mieux au programme d'alizon .
Voyons donc la valeur qui va être trouvée par notre amie, qui saura dès lors que ce modèle est critiquable.
Alors... D'après moi si les électrons ont la même charge et le même signe ils devraient se repousser non? Alors que si on rapproche un moins et un plus ils devraient s'attirer?
Donc si avec 200N on parvenait quand même à les coller, ce que j'ai compris c'est que la distance entre eux sera égale à 2R, et donc 2(2,8179E-15), mais du coup avec votre message JP je ne comprends pas trop, pcq la CNRS dit que le diamètre est considéré comme nul (car les électrons sont en effet très petits), alors que d'autres sources disent qu'elle varie de E-15 à E-35, donc ce rayon étant très petit, même si on le multipliait par 2, la distance étant elle-même très petites, serait-elle négligeable?
Je comprends vraiment rien à cette question c'est pas les trucs qu'on a l'habitude de voir en cours
Ce qui est attendu pour la question 3 est d'égaler la force de répulsion électrostatique entre les 2 électrons "l'un contre l'autre" à 200 N car on peut négliger la force d'attraction de Newton (G.m²/d²) entre les 2 électrons devant la force électrostatique.
k.e²/d² = 200
avec :
k = 9.10^9 (SI)
|e| = 1,602.10^-19 C, la charge d'un électron.
et d le diamètre de l'électron (en m)
Il faut calculer d.
-----
Mais ceci n'est pas "satisfaisant" comme j'ai tenté d'en faire passer le message.
D'accord, c'est sûr que j'aurais jamais trouvé cette formule^^ Merci beaucoup à vous ! Bonne soirée.
Vous devez être membre accéder à ce service...
Pas encore inscrit ?
1 compte par personne, multi-compte interdit !
Ou identifiez-vous :