Définition: La tension est la capacité au courant électrique à forcer la passage. Par analogie, on peut considérer la tension comme la puissance de l'eau (ainsi, l'intensité constitue le débit (intensité = nbr d'électrons par seconde qui passent dans une section de fil donné) . Si l'eau arrive avec un très grande force sur un barrage, elle peut réussir à le casser et ainsi à couler de l'autre côté du barrage. En physique, c'est à peu près pareil puisque le courrant doit forcer les électrons libres d'un métal, à ce mettre en mouvement. Si la tension est trop faible, le courrant électrique ne passe pas puisqu'il ne possède pas assez de force pour faire bouger les électrons libres d'un métal.
Propriétes: Les tensions sont des valeurs algébriques ( = elles peuvent être positives OU négatives)
En série, c'est à dire quand les éléments sont branchés les uns derrières les autres (vous verrez, je vais bientôt faire des schémas, ça sera mieux), les tensions s'additionnent. De plus, elles s'additionnent comme les vecteurs selon le théorème de Chasle: ex: UPN = UPA + UAB + UBN
En dérivation, c'est à dire en parallèle (ou encore, quand ils ne sont pas en série), les tensions sont égales: si on a 2 branches de dérivation 1 et 2, et une branche principale 0, alors U0=U1=U2
Mesure: La tension se mesure à l'aide d'un voltmètre branché en dérivation.
Il existe plusieurs types de tension avec des particularité pour chacune d'entre elles. Les tensions peuvent posséder plusieurs de ces particularités:
- Les tensions peuvent être périodique: cela signifie que la tension reprend les mêmes valeurs, avec le mêmes variations (c'est à dire que par exemple elle reprend la même valeur avec la tension qui monte) en un certain temps donné appelé période. Ainsi, si une tension est périodique de 21 ms, et si lorsque l'on mesure cette tension, on obtient 3.15V par exemple. On sait que dans 21 ms la tension sera à nouveau de 3.15V.
- Les tensions peuvent être constante, c'est à dire qu'elles ne changent pas de valeur au cours du temps; ou bien peuvent être variable, c'est à dire que la tension varie en fonction du temps.
- Les tensions sinusoïdales: Ce sont des tensions périodiques qui ont une forme caractéristique sur l'osciloscope. En effet, leurs traces rappelent celle de la fonction sinus... dont elles tirent leur nom.
- Les tensions alternatives: Ce sont les tensions qui ont des valeurs qui peuvent être à un moment positive et à un autre négative. Ainsi, une tension alternative à des valeurs qui changent en fonction du temps (elle est donc forcement variable) et qui changent de signe au moins une fois sur la partie observée (sinon, on ne peut pas dire quelles sont ses caractéristiques).
REMARQUE: Une tension sinusoïdale n'est pas forcement alternative.
On peut aussi visionner les tensions avec un oscilloscope. Son avantage c'est qu'en activant son balayage, le spot (point de couleur) de l'oscilloscope permet de nous représenter l'allure de la tension en cours du temps.
Qu'est ce que la force électromotrice?
La force électromotrice correspond à la tension maximale que peut débiter une pile (c'est la valeur qui est marqué sur la pile). En effet, dans la réalité, une pile possède une (petite) résistance (c'est pour ça que la pile chauffe quand on l'utilise). Donc, la tension qui en sort est légèrement inférieure à celle qui est prévue. C'est pour ça que la tension mesurée à la sortie de la pile n'est pas exactement la même que celle indiquée sur la pile.
Cette tension est donnée par la formule U = E-rI où r est la résistance interne de la pile, I l'intensité qu'elle débite , U la tension aux bornes de la pile (ce qui est mesuré par un voltmètre) et E sa fém.
On appelle générateur idéale de tension un générateur qui ne possède pas de résistance interne, donc qui possède une tension égale à sa fém.
Remarque: On voit ainsi d'après la formule U= E- rI, que plus l'intensité du courrant débité par la pile est grande, plus la tension aux bornes de la pile est faible.
Intensité (d'un courrant électrique):
Un autre paramètre du courant électrique, c'est son intensité. Cette intensité peut être vu comme le débit du courant électrique. La définition exacte est le npmbre d'électrons par seconde qui passe dans une section (un endroit précis) d'un fil donné.
Les lois sur l'intensité du courant sont exactement l'opposées de celles de la tension:
- En série, c'est à dire quand les éléments sont branchés les uns derrières les autres, I1 = I2 = I3 -------1-----------2------3------
----------2-------
- En dérivation, c'est à dire en parallèle, I1 = I2 + I3 (avec 1 la branche principale et 2,3 les branches de dérivations: --------1------| (en attendant l'image)
----------3------
Changement d'état de la matière:
Qu'est ce qu'un état: Un état de la matière est régi par des règles précises: ainsi, un même élément n'a pas forcement les mêmes propriétés sous un état qu'un autre. Un état est donc une sorte d' "univers" pour la matière (si vous comprenez pas ce que je veux dire, c'est pas grave... comprenez le reste).
Les différents états de la matières sont: solide, liquide, gaz et plasma. Chaque état est caractérisé par la température et la pression du milieu dans lequel l'élément étudié "baigne"
L'état solide est le moins énergétique, c'est à dire qui requiert le moins d'énergie. En effet, la température peut se traduire par l'agitation des molécules: plus la température augmente, plus celles-ci sont agitées. Ainsi, dans l'état solide, les molécules sont "sages": elles ne possèdent pas beaucoup d'énergie et restent donc proche les unes des autres: l'objet qu'elles froment ne changent donc pas de forme (entre autre) ---> c'est un solide !!!
Pour ceux qui ont bien suivi, ils me diront: "Et la pression ?!?" ... J'explique rapidement: la pression représente une force qui cherche à rassembler les différentes molécules. Donc, plus la pression augmente, plus on "mate" les agitations des molécules, on tend donc vers un état moins énergétique, au contraire, en augmentant la température, on se dirige vers des états plus énergétique.
Ensuite, il y a l'état liquide: les molécules ont suffisamment d'énergie pour se libérer d'une structure précise (comme dans un solide), mais pas assez pour qu'elles aillent où bon leur semble.
L'état gazeux: Dans ce cas les molécules ont suffisamment d'énergie pour pouvoir aller où bon leur semble: ainsi, un gaz se dissipe dans l'air... En effet, les molécules ont tellement d'énergie (et sont donc tellement agitées) qu'elles parviennent à s'éloigner les unes des autres.
Le plasma: Vous me direz qu'à part dans Quake 3, vous n'en avez jamais entendu parlé... et bien vous avez tord, car cet état représente 99% de l'état de la matière de l'univers.
Mais qu'est-ce que c'est: les molécules ont tellement d'énergie, qu'elles arrivent à s'arracher des charges électriques (et pas qu'une seule): elles deviennent donc des ions qui circulent à des vitesses très importantes. Ces mouvements de particules chargées créent ainsi des champs magnétiques (si je me rappelle bien).
Bref, après ce brève aperçu, vous devez (du moins, je l'espère) vous rendre compte que tout est question d'énergie. Chaque état étant accessible que dans une "plage" d'énergie (qui varie en fonction des molécules)
Ainsi, regardons les changement d'état de l'eau:
Première étape, prenons un solide: la glace; prenons un thermomètre pour l'expérience et commençons à partire de -20 °C. Le thermomètre indique une température qui augmente (régulièrement dans notre cas) au cours du temps jusqu'à 0°C
Explication: le milieu extérieur (l'air de la pièce dans notre cas (20-25°C, pression normal (1 atmosphère))) est plus chaud que le glaçon, il va donc le réchauffer en lui fournissant de l'énergie thermique (et donc le milieu ext. se refroidit).
Il est donc normal que la glace se réchauffe. Mais, arrivé à 0°C, pendant un certain temps (pas mal de temps si on fait rien pour activer les choses même) la température reste à 0°C et on aperçoit (ou tout du moins croyez moi ;-) que la glace fond. Explication: la glace est en train de changer d'état, et c'est un peu comme vous pour passer d'une classe à une autre, ça demande des efforts, de l'énergie. Notre milieu extérieur est toujours plus chaud que le glaçon, et donc lui fourni toujours de l'énergie. Mais comme il faut changer l'eau d'état , on consomme toute cette énergie pour faire passer la glace sous forme d'eau liquide. Bon, va activer un peu le mouvement, prenons un chalumeau (euh... bec benzen dans vos copie, ça fait mieux ;-). Que fait-on avec ce chalumeau? Mais on apporte de l'énergie (thermique) pardi !!! ça va donc accélérer la transition entre l'état solide et liquide.
Le même principe s'effectue ensuite, la température de l'eau augmente en fonction du temps, puis à 100°C, il y a un palier: on change d'état pour avoir de la vapeur d'eau. Toute l'énergie est donc consommé pour faire ce changement d'état.
Remarque: le fait d'apporter une immense quantité d'énergie permet juste de changer d'état plus vite; en effet, quand on change d'état tout doit être changer pour que l'énergie apportée en surplus puisse permettre d'élever la température.
Les noms des différents changement d'état:
solide ----- fusion ----> liquide ----- vaporisation ----> gaz
gaz ----- liquéfaction ---> liquide ---- solidification ----> solide
solide ----- sublimation -----> gaz ------- cristallisation (je crois que c'est ça si je me rappelle bien) -----> solide
Pour ce qui est de la sublimation (et inversement de la cristallisation ), il s'agit en fait d'un très fort et brusque apport (retrait) d'énergie au solide (gaz) étudié. Grâce à cette apport (retrait) brusque et important, on effectue les étapes intermédiaires tellement rapidement qu'on ne les voit pas se produire.
Voici un petit récapitulatif des fonctions organiques: (les dessins de représentations vont arriver bientôt donc, tout ça sera plus clair)
| Nom de la fonction | Représentation |
Formule brute |
Nomenclature | Exemple |
| Alcane | Cn H2n+2 | le nom d'un alcane (voir explication) | propane: CH3-CH2-CH3 | |
| Alcène | Nom d'un alcane possédant le même nombre de carbones, mais en remplaçant "ane" par "ène" (la double liaison est indiqué par un numéro précédant le nom de la molécule) | 1-Propène: CH3-CH=CH2 | ||
| Acide carboxylique | R - COOH | Nom d'un alcane possédant le même nombre de carbones, mais en remplaçant "ane" par "oïque", mais le tout est précédé du mot acide | Acide propanoïque: CH3-CH2-COOH | |
| Aldéhyde | R- COH | Nom d'un alcane possédant le même nombre de carbones, mais en remplaçant "ane" par "al" | Propanal: CH3-CH2-COH | |
| Alcool | R - OH | Nom d'un alcane possédant le même nombre de carbones, mais en remplaçant "ane" par "ol" (pour la classe de l'alcool, voir plus loin) | Propanol: CH3-CH2-CH2-OH | |
| Ester | R - COO - R' | Nom de l'acide carboxylique qui a permis de le construire, en remplaçant "oïque" par "oate", suivi de "de" et du nom de l'alkyle qui le compose, + la terminaison "e" | ||
| Chlorure d'acyle | R - COCl | Nom de l'acide carboxylique correspondant en substituant "acide" par "chlorure" et la terminaison "oïque" par "oyle" | Chlorure de propanoyle: CH3-CH2-COCl | |
| Anhydride d'acide | R - CO - O - OC - R' | Nom de l'acide carboxylique correspondant en substituant "acide" par "anhydride" |
Les alcanes sont constitués d'un enchaînement d'atomes de carbones ramifié ou non ne possédant que des liaisons simples. Comme le carbone doit avoir 4 liaisons, ils font compléter le nombre de ces liaisons par des liasons avec des atomes d'hydrogènes. Ainsi, si un carbone est relié à 2 autres carbones, il lui faut 2 atomes d'hydrogène.
Lorsque la chaîne est non ramifié, on compte le nombre de carbones de cette chaîne, et on ajoute à ce numéro (numération particulière) le suffixe "ane". (avec méth =1, eth =2, prop =3, but=4, pent =5, hex =6, hept =7, oct =8, etc)
Ainsi, le CH3-CH2-CH3 est le propane.
Lorsque la chaîne est ramifiée, il faut prendre la chaîne la plus longue. Là, on numérote les atomes de carbones de façon à ce que le numéro le plus petit possible soit sur le carbone portant la ramification (c'est la règle général). On donne ainsi à cette branche le nom de l'alcane correspondant. Pour avoir le nom complet de cette molécule, on lui ajoute devant:
1) le numéro du carbone portant la ramification
2) le nom de l'alkyl qu'est cette branche (un alkyl, c'est comme un alcane sauf que: 1) ça n'existe pas tout seul (ou alors ça porte le nom d'un alcane); 2) ou met comme suffixe "yl" à la place du "ane" )
Les alcools possèdent trois classes différentes, qui diffèrent en fonction du nombre de groupe auquel est rattaché le carbone qui le porte: ainsi, dans le groupe primaire, le carbone portant l'alcool n'est relié qu'à un seul groupe. Dans le groupe secondaire, il est rattaché à 2 groupes différents, et dans le tertiaire, il est rattaché à trois groupes différents.
Ex: Alcool primaire: CH3-CH2-OH
Alcool secondaire: OH
CH3-CH-CH3
Alcool Tertiaire: OH
|
CH3-CH-CH3
|
CH3
Les Esters sont formé à partir d'un acide carboxylique et d'un alcool (selon la réaction limité, exothermique et lente suivante: R - COOH + R'-OH <---> R - COO - R' +H2O
Ils peuvent aussi être formés à partir d'un alcool et d'un anhydride d'acide ou un chlorure d'acyle par les réactions totales et rapides (voir violente pour celle avec le chlorure d'acyle) suivantes:
R - COCl + R'-OH ---> R - COO -R' + HCl
R - CO - O - OC - R' + R" - OH ---> R - COO - R" + R' - COOH
Le titrage (ou dosage) acido basique, n'est rien d'autre qu'une réaction acido/basique.
Pour expliquer comment cela fonctionne, on prendra comme exemple une solution acide dont on veut connaître la concentration.
Tout d'abord, le dosage doit être tel que la réaction soit quasi totale (pour pouvoir mesurer précisément la concentration en acide) et rapide .
Donc pour doser un acide, on utilise une base forte pour rendre la réaction totale.
Ensuite se déroule le dosage en lui même: Il existe plusieurs méthode pour représenter le dosage. Dans la majorité des cas, on trace un graphique représentant le volume de base introduite dans la solution, en fonction du pH. Plusieurs type de graphiques peuvent ainsi apparaître suivant les cas:
1° cas: c'est un acide fort que l'on dose,Il va donc y avoir comme réaction celle-ci: H3O+ + HO- ---> H2O + H2O
On aura donc le diagramme ci-contre: (diagramme en cours de construction)
On y note 3 phases: la première, c'est quand les HO- introduits sont négligeable par rapport aux H3O+ en solution. Les HO- sont rapidement consommés, sans que cela puisse faire varier le pH. La 2ème c'est le saut de pH: les HO- et les H3O+ sont en quantités à peu près semblables, la consommation des H3O+ par les HO- fait brutalement varier le pH d'où le "saut". La 3ième est la même que la première, sauf qu'ici, c'est l'acide qui est négligeable et non plus la base.
2° cas: on dose un acide faible.
Le graphique obtenu est ici légèrement plus compliqué.(diagramme en cours de construction)
Ce qui se passe, c'est que l'acide faible, réagit tout d'abord avec l'eau selon la réaction Acide faible + H2O ----> Base faible conjuguée + H3O+
Ainsi, lorsqu'on commence à verser la base, on a la réaction HO- + H3O+ ---> 2 H2O , ce qui explique la légère inflexion au début du dosage.
Ensuite, on a la réaction Acide faible + HO- ---> Base faible conjuguée + H2O On se retrouve donc dans le même cas que le 1° en ce qui concerne les différentes phases.
Sur ce graphe, on peut repérer le saut de pH. Lors de ce saut, la solution passe par un point dit "l'équivalence". A ce point, on a consommé tout l'acide de la solution. On arrive donc au résultat: Nombre de moles introduit de HO- = Nombre de moles initial d'acide dans la solution; ce qui s'écrit:
nHO- = n Acide faible
or comme on sait que nbre de moles = concentration * Volume, il suffit pour trouver la concentration en acide faible de calculer
Ainsi, en appellant A l'acide faible et B la base, on a donc, nA * [A] = nB * [B]
Et donc [A] = nB * [B] / nA