Physique-Chimie Cycle 4
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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 10
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 23
La conservation de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 3

La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences
Synthèse du nylon

Doc. 1
Publicité pour les bas nylon au milieu du XXe siècle.

Doc. 1 : Publicité pour les bas nylon au milieu du XXe siècle.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Hagley Museum & Library/Bridgeman

Doc. 2
Le nylon est obtenu par réaction chimique.

Le nylon est une très longue molécule constituée d'une même séquence d'atomes répétée un très grand nombre de fois. Il fait partie de la famille des polyamides. La réaction globale de formation du nylon est :
diaminohexane + acide adipique → nylon + eau
Questions
Le nylon est une matière synthétique inventée en 1935. Dès les années 1940, on l'utilise pour confectionner toutes sortes de vêtements, en particulier des bas et des collants, à moindre cout.

1. Quels sont les réactifs dans la réaction de synthèse du nylon ? Quels sont les produits ?

2. Peux-tu trouver le nom de deux autres fibres textiles synthétiques utilisées aujourd'hui ?

Objet d'étude
Quel moteur pour le Faucon Millenium ?

Doc. 1
Approvisionnement du réacteur d'Ariane 5.

Dans l'espace, Ariane 5 se propulse grâce à son moteur Vulcain, qui fait tout simplement bruler du dihydrogène ! Pour fonctionner 10 minutes, Vulcain utilise 132 tonnes de dihydrogène et 26 tonnes de dioxygène ! Appelés « ergols », l'un et l'autre sont embarqués sous forme liquide, dans des réservoirs occupant la grande majorité du volume d'Ariane 5.

Doc. 2
Schéma d'Ariane 5.

Doc. 2 : Schéma d'Ariane 5.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Questions
Quand il n'est pas en vitesse lumière, comment se propulse le Faucon Millénium ? Ses réacteurs pourraient-ils être similaires au moteur Vulcain de la fusée Ariane ?

1. Les réacteurs des avions fonctionnent avec le dioxygène de l'air. Est-ce une solution envisageable pour Ariane ou le Faucon Millénium ?

2. Quelles masses d'ergols devrait emporter le Faucon pour faire fonctionner un réacteur comme Vulcain pendant une dizaine d'heures ?

La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Comment éteindre une bougie difficile à atteindre ?

Doc. 1
Éteignoir à bougie (objet de décoration, bois et laiton, XXe siècle).

Doc. 1 : Éteignoir à bougie (objet de décoration, bois et laiton, XXe siècle).
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Crédits : Floortje/iStock

Doc. 2
En combien de temps la bougie s'éteint-elle ?

Doc. 2 : En combien de temps la bougie s'éteint-elle ?
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Le chronomètre est lancé au moment où l'on recouvre la bougie, et arrêté dès que la bougie s'éteint.

Matériel

  • Une petite bougie.
  • Un grand verre ou un grand bocal transparent.
  • Un briquet.

Le saviez-vous ?

  • Pour éteindre les bougies des lustres dans les châteaux, on utilisait un éteignoir à très long manche.
  • Pour qu'une combustion se déroule correctement, l'air doit être disponible en quantité suffisante : pense à bien aérer ta maison si tu fais du feu !
  • Le dioxyde de carbone est utilisé dans certains extincteurs : il est plus dense que l'air et recouvre les matériaux en combustion, ce qui les prive de dioxygène.

Explication scientifique

La combustion de la bougie consomme le dioxygène de l'air et produit de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone. La deuxième fois, il y a très peu de dioxygène. Dans le verre, la bougie s'éteint donc très vite. À la fin, le verre contient le diazote de l'air, du dioxyde de carbone et de l'eau ! L'eau se liquéfie sur les parois froides (buée).
Questions

Étapes de la fabrication :

  • Allume la bougie.
  • Recouvre-la avec le verre et chronomètre la durée que met la bougie pour s'éteindre.
  • Rallume la bougie en soulevant le verre le moins possible et chronomètre de nouveau cette durée.

Des questions à se poser :

1. Pourquoi la bougie s'éteint-elle ?

2. Pourquoi la durée mesurée est plus courte la deuxième fois ?

3. Que vois-tu sur la paroi interne du verre ?

4. Lors de la combustion de la bougie, quel gaz est consommé et quels gaz sont produits ?

5. Par conséquent, qu'y a-t-il dans le verre à la fin de l'expérience ?

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