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Exercice électrisation
Bonjour, j'ai un exercice que je n'ai pas bien compris, quelqu'un peut-il m'aider?
L'or est l'un des meilleur conducteur. On admettra que cette conduction est due à la mobilité d'1 électron par atome d'or dans le métal.
On dispose d'un fil d'or de section S=1.5mm² et de longueur l=20cm.
a) Calculer la masse d'1 atome d'or.
b) Quel est le nombre d'atomes d'or présents dans l'échantillon donné?
c) On isole ce fil et on lui transfert la charge q=+20nC
-proposer un mode opératoire
-donner la nature des charges transférées et leur nombre.
-Comparer le nombre de particules transférées au nombre d'électrons libres dans le fil. Conclure.
e)On met ce fil chargé en contact avec un autre fil d'or identique mais neutre; puis on les sépare à nouveau. Décrire l'état final de chaque fil d'or
Données:
A=197; masse d'1 nucléon: 1.67.10-27kg
masse volumique de l'or: 19.3g/cm3
charge élémentaire: 1.30*10-19C
Pour la première question j'avais fais:
m= S*l/masse d'1 nucléon
m= 1.5*10^3*0.20/1.67*10^-27
m= 0.17*10^30
m= 1.7*10^-31kg
Mais il s'avère que c'est faux...Et je n'ai rien réussi à faire d'autres, alors est-ce que quelqu'un pourrait me donner des pistes pour m'aider?
Merci d'avance.
La masse d'un atome peut être considérée comme celle de son noyau (ce qui veut dire que l'on néglige la masse des électrons).
Combien y a-t-il de nucléons dans un noyau d'atome d'or ?
On te donne la masse d'un nucléon...
donc : masse du noyau 
masse d'un atome ?
Alors, si j'ai bien compris, il faut faire 197 * 1.67*10^-27 ?
Pour la question, il faudrait avoir la masse du fil pour pouvoir diviser cette masse à la masse d'1 atome, non?
Tu as bien tout compris.
Donc quelle est la valeur de la masse d'un atome d'or (n'oublie pas l'unité sinon je ne pourrai pas répondre 
)
Pour calculer la masse du fil : tu peux calculer son volume et tu connais la masse volumique de l'or
Donc, pour la question a, ça donne:
197 * 1.67*10^-27 = 328.99 * 10^-27
= 3.28 * 10^-25 kg
Pour la question b, ça veut dire qu'il faut faire:
0.015 * 20 = 0.3 cm^3
19.3 / 0.3 = 64
Là je dois que je ne suis pas sûr du tout...
Oui, masse d'un atome d'or : 3,29.10-25 kg
Volume du fil : oui : 0,3 cm3
masse du fil : non
1 cm3 a une masse de 19,3 grammes
donc
0,3 cm3 a une masse de ... grammes
5.79 grammes!
Pour le mode opératoire de la question c, là je dois dire que je suis dans le flou...
Par contre, les charges transférées, ce sont des protons, il me semble?
Alors là, tu me poses une colle! Je vois pas du tout comment calculer le nombre d'électrons libres!
Nombres d'atomes/Charge élémentaire peut-être?
La conduction est due au mouvement possible des électrons libres :
On admettra que cette conduction est due à la mobilité d'1 électron par atome d'or dans le métal.
Donc... combien d'atomes d'or dans ce fil ?
Masse du fil : 5,79 grammes
masse d'un atome d'or : 3,29.10-25 kilogramme
Combien d'atomes dans ce fil (attention aux unités ! )
Attention au signe de l'exposant !
Environ 1,76.1022 atomes dans ce fil donc environ 1,76.1022 électrons libres pour se déplacer et assurer ainsi la conduction du courant.
On ne peut pas transférer des charges positives : les protons sont dans les noyaux et ils y restent ! En revanche si on enlève des électrons parmi lesquels les électrons libres peuvent se déplacer, alors le fil acquiert une charge positive car l'équilibre protons-électrons est rompu : il manque des électrons et donc les protons sont majoritaires : le fil apparaît chargé positivement.
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