Salut,
il faut recopier intéhralement les textes à lire ou les scanner...
De plus, tu as oublié de préciser les questions !

Je vais vous réécrire les textes avec les questions alors ...

Document 1
Vie d'une étoile

"On ne sait pas très bien comment se passent les premières années d'une étoile. On imagine une nébuleuse gazeuse constituée de particules élémentaires, tournant rapidement sur elle-même. Au début, les températures sont relativement basses. C'est la contraction gravitationnelle qui provoque l'échauffement du coeur de l'étoile. Dans ce brasier agité, les particules s'entrechoquent. Occasionnellement, des protons se rencontrent. Cette association libère de l'énergie d'origine nucléaire. En plusieurs étapes, il se forme un noyau d'hélium à partir de quatre protons. On parle de fusion de l'hydrogène en hélium.

Lorsque l'étoile aura transformé en hélium tout l'hydrogène de son noyau central, sa vie ne sera pas terminée. Les noyaux d'hélium peuvent à leur tour se combiner trois par trois pour donner du carbone, quatre par quatre pour donner de l'oxygène. Pour cela, il faut que la température du brasier stellaire augmente: elle doit atteindre plus de deux cents millions de degrés. Cet échauffement va s'effectuer au cours d'une nouvelle période de contraction qui n'intéressera que la partie centrale de l'étoile. Les couches extérieures vont au contraire se gonfler et se refroidir: l'étoile devient une géante rouge ou une supergéante rouge.

Les fusions successives du carbone et de l'oxygène engendreront une riche palette de noyaux précieux, comme le magnésium, l'aluminium, le silicium, qui sont des constituants majeurs des roches terrestres; comme le phosphore et le soufre qui jouent un rôle essentiel dans l'élaboration du code génétique.

Les phases de fusion seront de plus en plus rapides. On arrivera au bout des réserves nucléaires de la matière. Cet épuisement menacera le vie de l'étoile ... elle en mourra."

D'après Hubert Reeves, Poussières d'étoiles.


Document 2
D'où viennent les étoiles à neutrons ?

"Lorsqu'une étoile dont la masse est 10 fois plus grande que celle du Soleil a consommé tout son hydrogène, elle devient une supergéante rouge puis explose en supernova. Restent alors la nébuleuse planétaire (c'est-à-dire les couches externes de la supergéante) et le coeur de l'étoile. Ce dernier, n'ayant plus suffisamment d'énergie pour lutter contre la gravité, s'effondre. Lorsque sa masse est comprise entre 0,5 et 2 masses solaires, l'énergie engendrée par l'effondrement de la supernova est telle que les électrons percutent les protons pour former des neutrons. Mais les neutrons, contrairement aux protons, ne se repoussent pas mutuellement (ils sont neutres), de sorte que l'effondrement de l'étoile continue. Le processus s'arrête lorsque la matière atteint des masses volumiques de valeurs similaires à celles des noyaux atomiques, de l'ordre de 10¹⁴g.cm^-3. Toute la masse de l'étoile est alors confinée dans une sphère de quelques dizaines de kilomètres de rayon seulement.

Mais comment cela est-il possible ? On sait qu'un atome est constitué principalement de vide: imaginez un stade de football au centre duquel on place une aiguille jouant le rôle du noyau, et où les tribunes représentent les électrons. Une étoile à neutrons est somme toute le reste très dense d'une étoile: elle se forme par la disparition de l'espace vide autour du noyau de chaque atome, ce qui lui confère son énorme masse volumique."

D'après www.in***sta*s.net, article sur l'étoile à neutrons.

Questions ?
1. De quoi est constitué un noyau d'hydrogène ? Un noyau d'hélium ?

2. Expliquer la phrase "On parle de fusion de l'hydrogène en hélium"[document 1] décrivant la combinaison de quatre protons en un noyau d'hélium. Comment les noyaux plus lourds se forment-ils ?

3. Rappeler les caractéristiques du neutron (masse et charge électrique). Quelle est la charge d'une étoile à neutrons [document 2] ? Le neutron est une particule élémentaire. Quelles sont les autres particules élémentaires citées dans le texte ? Quelles sont leur caractéristiques ?

4. À l'aide des données du texte, vérifier l'ordre de grandeur de la densité annoncée de l'étoile à neutrons, que l'on exprimera dans les unités du Système international.

Bonjour à tous les deux,

La réponse de gbm était tout à fait adaptée. Il est probable qu'il aura moins le temps maintenant pour le soutien scolaire.

MaacxK >> Que proposes-tu ?

Ce n'est pas parce que le numéro atomique est 1 que le noyau de l'atome d'hydrogène ne comporte pas de neutron. Par exemple le noyau d'un atome de deutérium, qui a aussi un numéro atomique de 1, comporte un neutron.

Ceci étant, le noyau de l'atome d'hydrogène est en effet un simple proton.

Et les autres questions ?

Bonjour,

c'est parce que je ne voulais pas vous encombrer avec des textes super longs, je voulais simplement mettre les passages "utiles" à mes questions.

1.Oui, parce que je l'ai vu sur le manuel de physique, j'ai jeté un coup d'oeil rapide dedans. Et c'était écrit.
Mais comme le DM qu'il nous a donné est sur feuille, je ne sais pas si j'ai le droit d'utiliser le manuel pour y répondre, où si je suis obligé de répondre aux questions avec le texte. Avec une déduction ou en citant un passage du texte.
Si c'est le cas, je ne sais pas comment répondre à la question sur le noyau de l'atome d'hydrogène.
Par contre, l'atome d'hélium, lui, c'est écrit dans le texte texte est composé de 4 protons, et se sert de noyau d'hydrogène pour se créé.

2.La phrase explique que l'hélium se forme à partir d'hydrogène, qui serait à l'état liquide, d'où le mot fusion, grâce aux chaleur immense créé par les protons qui s'entrechoquent et la contraction gravitationnelle. Et comme on sait que le noyau d'hydrogène comporte 1 proton et aucun neutron. Et que l'on sait qu'il faut 4 protons pour créé un noyau d'hélium. On comprend que les noyaux d'hydrogène en fusion, s'assemble, jusqu'à ce qu'il soit par 4, où là ils créent un noyau d'hélium.
De plus, les noyaux plus lourds se forment grâce aux noyaux d'hélium, mais avec le même procédé qui fait des noyaux d'hydrogène, des noyaux d'hélium. Or, il faudra des températures beaucoup plus élevées pour que l'hélium soit en fusion, et que cela permettent "l'assemblage" des noyaux, en créant de nouveau, comme par exemple le carbone, avec 3 noyaux d'hélium, ou bien l'oxygène, avec 4 noyaux d'hélium.
Et également, il pourra se former de l'aluminium, , du silicium, du magnésium, à partir des noyaux d'oxygène qui s'assembleront lorsqu'ils seront en fusion, et de carbone qui en feront de même.

3.Caractéristiques du neutron:
Il n'a pas de charge élémentaire.
Sa masse est de 1,67.10^-27kg

Pour la réponse d'après je ne suis pas sûr du tout !
La charge d'une étoile à neutrons est nulle, car elle est, comme son nom l'indique composée uniquement de neutrons, qui eux même n'ont pas de charge.
Les autres particules élémentaires évoquées dans ce texte sont: les protons et les électrons.

Caractéristiques du proton :
Sa charge élémentaire est positive, elle est de 1,6.10^-19C
Sa masse est de 1,67.10^-27kg, tout comme le neutron.

Caractéristique de l'électron :
Sa charge élémentaire est négative, elle est de -1,6.10^-19C
Sa masse est de 9,1.10^-31kg.

4. Je n'ai pas réussi. Je ne vois pas ce que je peux dire avec le texte, qui montre que l'unité de grandeur est bonne.

Voilà des propositions !

Je crois qu'il est indispensable que tu t'aides de ton livre. La feuille est le support de deux textes et de questions mais tu ne peux pas vraiment répondre avec la seule feuille.

Exemple : ta réponse pour le noyau de l'atome d'hélium est fausse.

Quel est le numéro atomique de l'hélium ?
Que signifie pour un élément que son numéro atomique vaille Z ?

As-tu une idée de la température à laquelle sous la pression atmosphérique l'hélium passe de l'état liquide à l'état gazeux ?

Voilà trois questions. Tu cherches les réponses, et tu peux commencer à corriger tes premières propositions.

Ah bon ? C'est faux ?
Beh pourquoi ils mettent ça dans le texte ? "En plusieurs étapes, il se forme un noyau d'hélium à partir de quatre protons. On parle de fusion de l'hydrogène en hélium."

Le numéro atomique de He (hélium) est 2.
Il a donc 2 protons. 2 électrons et je ne sais pas combien de neutrons.
S'il a 2 protons, pourquoi dans le texte ils disent qu'il faut 4 protons pour un noyau d'hélium.
Ils sont passés où les 2 autres ? x)
Je comprends pas tout ...

Très bonnes questions... je suppose que c'est cela que souhaite ton professeur ! C'est en cherchant à répondre aux questions que l'on se pose que l'on progresse et que l'on retient.

Tiré du deuxième texte :

Je dirais qu'il passe de l'état liquide à l'état gazeux à plus de deux cents millions de degrés ?

Quelques recherches sur le Web peuvent compléter la lecture attentive du livre de cours.

Par exemple :

Donc si j'essaie de récapituler.

4 noyaux d'hydrogène se rencontrent. Ayant chacun un proton et rien de plus.
Avec la température ils sont à l'état liquide, ils s'assemblent tous entre eux.
Mais des électrons qui se déplacent dans la nébuleuse, s'entrechoquent avec eux, la température est telle, que eux aussi sont à l'état liquide. En s'entrechoquant avec les protons, ils forment des neutrons, après deux chocs qui créent des neutrons, ne restant plus que deux protons, un noyau d'hélium se créé, mais la température, pour lui, n'est pas assez élevé pour qu'il soit à l'état liquide. Il est donc à l'état gazeux. Les électrons qui s'entrechoquent avec lui ne s'assemblant donc pas avec le noyau d'hélium.

C'est ça ?

Mais ce que j'ai du mal à imaginer, c'est que des atomes puissent changer d'état ...
Les protons et les électrons qui s'assemblent pour former des neutrons, sont à l'état liquide ?
Je comprend pas tout.
L'hélium est donc à l'état de gaz ici ?
D'après le site que tu m'a donné où j'ai lu les informations sur le côté, donne la température de solidification, et d'ébullition. Cette dernière est dans les températures négatives, or ici elles sont très hautes positivement. Donc il est à l'état de gaz ... ?

1) Tout se passe à très haute température. Rien n'est liquide

Ne confonds surtout pas la "fusion" d'un solide qui devient liquide avec la "fusion nucléaire", mécanisme par lequel deux ou plusieurs noyaux s'assemblent pour former un noyau de numéro atomique plus élevé.

2) Tout est gazeux et même la température (l'agitation) est si élevée que les électrons ne peuvent rester autour des noyaux ; donc il y a des noyaux mais pas vraiment d'atomes (noyau avec son cortège électronique)

Sans doute un article adapté pour cette première étape :

Ah d'accord, déjà ca m'éclaire, je croyais que c'était la première :s

Donc en fait avec la fusion nucléaire les quatre noyaux d'hydrogène s'assemblent, mais comme des électrons s'entrechoquent avec eux, il y a deux protons en moins et donc 2 neutrons en plus. Et le tout forme un noyau d'hélium ?

Je vais aller visiter le lien que tu m'as envoyé. x)

J'ai regardé le site que vous m'avez envoyé.
Mais ce que je comprends toujours pas, c'est comment ça se déroule.
Comment l'atome d'hélium réussit-il à se former ?
Y a 2 ou 4 noyau d'hydrogène qui s'assemble ?
Comment l'hélium perd-il 2 protons ? Quand les électrons s'entrechoquent avec deux autres protons ?

En gros, c'est ce que j'ai mis plus haut ?
C'est à dire que 4 noyaux d'hydrogène s'assemblent, mais comme des électrons s'entrechoquent avec eux, il y a deux protons en moins et donc 2 neutrons en plus. Et le tout forme un noyau d'hélium ?

Le lien que je t'ai passé t'explique mieux que ce que je peux faire. Je tente un résumé :

2 protons se rencontrent ; ils forment un noyau de deutérium (un proton + un neutron) et émettent un positon (un électron positif) et un neutrino

Le positon s'annihile immédiatement avec un électron en donnant beaucoup d'énergie.

On peut résumer (un peu moins rigoureusement) en disant :

2 protons et un électron se rencontrent ; ils forment un noyau de deutérium (un proton + un neutron), un neutrino avec une forte dissipation d'énergie

Cela deux fois :

4 protons et deux électrons donnent alors deux noyaux de deutérium

on continue...

deux noyaux de deutérium et deux protons donnent deux noyaux d'hélium 3 (deux protons et un neutron chacun)

on continue...

deux noyaux d'hélium 3 se rencontrent et donnent un noyau d'hélium 4 (deux protons et deux neutrons) et libèrent 2 protons
_______________

Bilan général :

6 protons ont fusionné pour donner un noyau d'hélium 4 et 2 protons

plus simplement :

4 protons ont fusionné pour donner un noyau d'hélium 4

mais ce résumé ne fait pas apparaître tous les mécanismes élémentaires.
_____________________________________

OK pour ce que tu as dit de la charge des électrons, protons et neutrons

Pour la masse, je t'invite à écrire que le neutron a une masse un tout petit peu supérieure à celle du proton
masse du proton 1,673.10^-27 kg
masse du neutron 1,675.10^-27 kg

Cela a une grande importance que tu comprendras plus tard.
_________________

Dernier problème : la masse volumique d'une étoile à neutrons

Je t'invite au calcul suivant :

soit une étoile à neutrons dont la masse vaut 1,4 fois la masse du Soleil et dont le rayon vaut 15 km
Quelle est sa masse volumique en g.cm^-3
Masse du Soleil 2.10³⁰ kg

C'est un excellent petit exercice qui te permet de répondre à la question 4 à partir des informations du texte.

D'accord.
Merci beaucoup.

Je comprends mieux maintenant.

A chaque fois les noyaux s'assemblent au fur et à mesure ...

Mais juste pour la question 1. Je vais écrire cela comme ça ?

Parce que la question est simplement: De quoi est constitué un noyau d'hydrogène ? Un noyau d'hélium ?
1. Un noyau d'hydrogène est constitué de 1 proton.
   2 protons et un électron se rencontrent pour former un noyau de deutérium. (un proton + un neutron). Cela s'effectue deux fois.
Puis deux noyaux de deutérium avec 2 protons se rencontrent pour former deux noyaux d'hélium 3 (2 protons + 1 neutron chacun).
Ensuite, deux noyaux d'hélium 3 se rencontrent et donnent un noyau d'hélium 4 (2 protons + 2 neutrons) et libère 2 protons.
D'où 6 protons ont fusionné qui ont donné un noyau d'hélium et 2 protons.
C'est pourquoi 4 protons ont fusionné et ont donné un noyau d'hélium 4.

C'est bon ?

Cela ne vient pas forcément du texte, mais comme c'est un DM, c'était pour se renseigner. Ce que j'ai fait.
Je vous remercie beaucoup.

D'accord, je préciserai en 2 décimales de plus que le neutron a une masse très légèrement supérieur à celle du proton.

Pour la question 3, la charge de l'étoile à neutrons est bien nulle ?
Car je n'étais pas très sûr ...

Merci d'avance.

Pour la question 4.

soit une étoile à neutrons dont la masse vaut 1,4 fois la masse du Soleil et dont le rayon vaut 15 km
Quelle est sa masse volumique en g.cm-3
Masse du Soleil 2.1030 kg

Masse de l'étoile à neutrons :
1,4 Ms = 1,4*2.10³⁰
1,4 Ms = 2,8.10³⁰
Men=2,8.10³⁰kg
Men=2,8.10³³g

Volume de l'étoile à neutrons:

Volume : Ven=(4/3)R³
R=15km=15 000m= 1 500 000 cm
Ven=(4/3)(1,5.10⁶)³
Ven=(4/3)*1,5.10¹⁸
Ven=2.10¹⁸
Ven6,28.10¹⁸cm³

Masse volumique:

p=m/v=(2,8.10³³)/(6,28.10¹⁸)=(2,8.10¹⁵)/6,28=4,46.10¹⁴

L'ordre de grandeur de la densité de l'étoile à neutrons énoncée dans le texte est la bonne.

?

Tout est bon jusqu'au calcul du volume.

Ven=(4/3)(1,5.10⁶)³
Ven=(4/3)*(1,5)³.10¹⁸

Tu dois, après cette correction trouver une masse volumique d'environ 2.10¹⁴ g.cm^-3 donc tout à fait en accord avec le texte.

C'est bien !

N'oublie surtout pas l'unité pour le résultat final ! !

Volume de l'étoile à neutrons:

Volume : Ven=(4/3)R³
R=15km=15 000m= 1 500 000 cm
Ven=(4/3)(1,5.10⁶)³
Ven=(4/3)*1,5³.10¹⁸
Ven=4,5.10¹⁸
Ven= 1,41.10¹⁹ cm3

Masse Volumique :

p=m/v=(2,8.10³³)/(1,41.10¹⁹)=(2,8.10¹⁴)/1,41=2.10¹⁴g.cm^-3

Voilà, je trouve le même résultat que vous, donc c'est bon.
Merci de m'avoir corrigé.

Merci énormément à vous pour m'avoir corrigé.

Et peut-être à un de ces jours.

Encore merci.
Et excusez-moi du long dérangement...

Oui, c'est vrai je l'avais oublié dans le calcul d'avant. Merci de me l'avoir signalé, je l'ai mis dans le dernier calcul.

Je t'en prie.

N'hésite pas à dire que ta réponse à la question 2 vient d'un résumé de l'article sur la "Chaîne proton-proton" de Wikipédia ; tu ne peux (ni moi...) inventer cela tout seul.

N'oublie pas non plus de compléter la réponse à la question 2 pour les atomes plus lourds que ceux d'hélium (jusqu'aux atomes de fer en fait) ; c'est bien expliqué : combinaison progressive de noyaux de plus en plus lourds.

Au-delà des atomes de fer il faut attendre l'explosion d'une supernova pour former les atomes au-delà du fer.

A une prochaine fois !

Merci Coll d'avoir pris la relève (_{en effet, j'ai moins de temps à consacrer à l'île} )

Ne t'en fais pas