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Niveau seconde
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Nanotubes de carbone

Posté par
pustule
14-09-08 à 12:34

Bonjour à tous et à toutes,

Pourriez-vous m'aider pour cet exercice s'il vous plaît, car je m'embrouille avec toutes ces données...

Les nanotubes de carbone, découverts en 1991, sont constitués d'un assemblage d'atomes de carbone.
Leur diamètre est compris entre 0.6 et 1.8 nm, et leur longueur peut atteindre plusieurs micromètres.
Leurs caractéristiques physiques sont remarquables: leurs propriétés électriques sont déjà exploitées dans l'industrie, tandis que certaines propriétés mécaniques, supérieures à celles du Kevlar ou de l'acier, devraient bientôt déboucher sur des applications.

1.Quelle est la différence d'ordre de grandeur entre le diamètre et la longueur d'un nanotube? entre son diamètre et celui d'un cheveu (40 micromètres environ)? entre son diamètre et celui de la molécule d'ADN (2nm) ?

2.On modélise un nanotube par un cylindre de 1.0 micromètre de long, et de 1.0 nm de diamètre.
a.Calculer le volume d'un nanotube.

b.Donner l'ordre de grandeur du nombre de nanotubes contenu dans un volume de 1cm cube.

c.La masse volumique des nanotubes est voisine de 1.38 g.cm^-3. Donner l'ordre de grandeur de la masse d'un nanotube.

d.La masse d'un atome de carbone est égale à 20.10^-24g. Calculer l'ordre de grandeur du nombre d'atomes de carbone dans le nanotube.

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 15:34

Salut!

1) 1 nm = 10-9 m et 1 µm = 10-6 m...

2) a) C'est donc un cylindre... La formule c'est V = r²*h

b) Division...

c) µ = m/V donc m = µ*V

d) n = m/M or Mcarbone = 12,0 g.mol-1.

N = n*NA avec NA = 6,022.1023 mol-1 (cste d'Avogadro).

Ok?

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 15:50

Merci beaucoup pour ton aide mais comme je n'ai pas d'explications, je ne comprends pas très bien...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 15:58

Qu'est-ce-qui te bloque?

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 16:33

A vrai dire, tout!
Je ne comprends pas ce qui m'est demandé dans les questions...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 16:43

Tu soustrais la longueur d'un nanotube par son diamètre, et ainsi de suite...

Posté par
pustule
Nature des nombres 14-09-08 à 19:02

Excuse moi mais je ne comprends toujours pas...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 19:13

Le diamètre d'un nanotube se situe aux alentours 1,0 nm. La longueur est de plusieurs µm...

1 nm = 10-9 m et 1 µm = 10-6 m.

La différence c'est la soustraction:

10-9 - 10-6 = 10-3 m.

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 19:42

Ha ok!
Et pour le diamètre et celui d'un cheveu c'est 10^-4

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 19:43

Oui

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 19:47

Et entre son diamètre et celui de l'ADN c'est 10-9?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 19:49



2 nm c'est 2.10-9 m.

Or le diamètre d'un nanotube est de 1.10-9 m...

Donc ils ont le même ordre de grandeur

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 19:55

Ha donc c'est 0?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 21:29

Pas 0. Tu dis qu'ils ont le même ordre de grandeur

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 21:43

Ha d'accord...
Par contre pour le volume, je ne vois pas trop...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:06

Citation :
2.On modélise un nanotube par un cylindre de 1.0 micromètre de long, et de 1.0 nm de diamètre.
a.Calculer le volume d'un nanotube.
[...]
2) a) C'est donc un cylindre... La formule c'est V = r²*h


1 µm = 10-6 m et 1 nm = 10-9 m (ici c'est 1,0 nm de diamètre donc 0,50 nm de rayon)

Donc V = *(0,50.10-9)²*10-6

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:42

Ha effectivement là je comprends mieux, mais je donne ça comme réponse parce que au niveau du résultat...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:46

Donc V = 1,6.10-16 m3

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:46

Pardon V = 1,6.10-15 m3

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:51

Merci!
Heu... pour la b, nous procédons comment?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:53

Tu convertis 1,6.10-15 m3 en cm3. Tu divises 1 cm3 par le résultat que tu vas obtenir...

Je vais aller me coucher ds peu de temps

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 22:56

Okay! je vais essayer de faire vite alors!
Donc 1,6.10^-15 m3 = 1600*10^-18 cm3

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:05

Ca fait 1,6.10-21 cm3

1/(1,6.10-21) = 6,3.1020 nanotubes

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:07

Merci beaucoup! Courage plus que deux questions!

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:15

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:17

µ = 1,38 g.cm-3

m = µ*V = 1,38*1,6.10-21 = 2,2.10-21 g.

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:18

Heu... pourrais-tu m'éclairer stp?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:19

Un atome de carbone pèse 20.10-24 g.

Donc (20.10-24)/(2,2.10-21) = 9,1.103 atomes.

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:19

Merci! Allez the last question!

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:20

Pour l'avant dernière tu utilises la formule de la masse volumique µ = m/V (donc m = µ*V)

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:20

Elle est faite the last question

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:21

Merci infiniment!

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:23

Pas de quoi

Mais revérifie tous les résultats: ma calculatrice est en train de mourir et moi je suis fatiguée donc

Posté par
pustule
Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:26

Ok, merci beaucoup et bonne nuit!

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Nanotubes de carbone 14-09-08 à 23:27

Merci de même

Bonne continuation et adiù



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