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Physique-Chimie 2de

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31
Brûlures à la vapeur

MOD : Utiliser de façon rigoureuse le modèle de l'énergie

Les pores de la peau sont assez larges pour laisser passer la vapeur d’eau. Cette dernière peut ainsi atteindre la couche inférieure du derme, et provoquer des brûlures au second degré alors qu’aucune trace ne s’observe sur la peau. Il reste à identifier le phénomène physique qui permet d’expliquer ces brûlures importantes.

1. Si la vapeur chaude atteint la couche inférieure du derme, quel changement d’état peut se produire ?


2. Ce changement d’état est-il endothermique ou exothermique ?


3. Avec quel milieu ce transfert va-t-il se produire ?


4. Expliquer alors ces brûlures importantes dans les couches inférieures.


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HISTOIRE DES SCIENCES
30
La température absolue

COM : Associer les bonnes unités aux grandeurs physiques et faire des conversions

L’unité internationale de température est le kelvin, noté K. Ce nom provient du scientifique britannique William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907). La définition de l'unité de température fut donnée par la 10e CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) qui choisit le point triple de l'eau comme point Photo de l’état triple de l’eau fixe fondamental en lui attribuant la température de 273,16 K. Le point triple d’une substance chimique pure est un point dans lequel une substance peut exister dans trois états différents. Pour trouver un point où les trois états de l’eau coexistent, il faut se placer à une température de 0,01 °C sous la pression de 611 Pa. En conséquence, la température thermodynamique du point triple de l'eau est égale à 273,16 K exactement.

Supplément numérique

Or cette définition dépend de la qualité de l’eau (impuretés, composition isotopique, etc.) utilisée pour la mettre en œuvre, et a donc varié au cours des décennies. Pour y remédier, la CGPM propose en novembre 2018 de fonder le Kelvin sur la définition microscopique de la température, à savoir la mesure de l’agitation thermique des atomes d’un corps.
Sur l’échelle de Kelvin, le zéro absolu (0 K) correspond à l’absence de mouvement à l’échelle microscopique (la température correspond au degré d'agitation des molécules dans un corps). Il s’agit d’une borne inatteignable pour un système physique, source de nombreuses recherches.


1. À l’aide du texte, et en sachant qu'une variation de 1 °C équivaut à une variation de 1 K, trouver l’expression littérale permettant de convertir une température TT en K à partir d’une température TT en °C.


2. Convertir 25 °C en K.


Photo de l’état triple de l’eau - Triplium
Photo de l’état triple de l’eau

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Retrouvez plus d'informations sur le Plasma avec la vidéo ScienceClic.

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Découvrir les nouvelles unités du Système international sur le site du Bureau international des poids et mesures (BIPM)
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29
Le plasma

MOD : Faire le lien entre les modèles microscopiques et les grandeurs macroscopiques

Défini comme un quatrième état physique, le plasma constitue environ 99 % de notre Univers et pourtant, on ne le rencontre pas souvent sur Terre. Dans certaines conditions, par exemple si on chauffe un gaz, il est possible d’arracher des électrons aux atomes. On obtient alors un gaz partiellement ou totalement ionisé qui peut contenir des atomes, des molécules, des ions et des électrons, l’ensemble restant neutre.

Comment se forme un plasma ?
  • Par chauffage extrême d’un gaz : ce que l’on trouve dans la couronne solaire.
  • Par un rayonnement ionisant : presque partout dans l’Univers.
  • Par des champs électriques : lors des orages, dans les aurores boréales.
  • Par des collisions avec des particules énergétiques : presque partout dans l’Univers.
  • Par compression intense : au cœur des étoiles.

Quelles sont les applications industrielles ?
  • Tubes fluorescents, ampoules basse consommation.
  • Écrans de télévision à plasma.
  • Pour la recherche (projets ITER ou fusion contrôlée Tokamak).

1.
Rappeler comment se comportent les particules dans les gaz.


2. Étant donné la composition d’un plasma, quelles propriétés différentes pourra-t-il avoir par rapport à un gaz ?


3. Le passage de l’état gazeux au plasma est-il une transformation exothermique ou endothermique ? Expliquer la réponse.


Aurore boréale en Islande.
Aurore boréale en Islande.
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