Bac PC (Physique-Chimie) flashcards

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Quantité de matière

Nombre de moles n d'une espèce, relié à la masse par n = m/M et, pour un gaz, à son volume par n = V/Vm (Vm = 24,0 L·mol⁻¹ à 25 °C et 1 bar).

Concentration molaire

Rapport de la quantité de soluté dissous au volume de solution : c = n/V, exprimée en mol·L⁻¹ ; lors d'une dilution, c₁V₁ = c₂V₂.

Loi de Beer-Lambert

L'absorbance A d'une solution diluée d'espèce colorée est proportionnelle à sa concentration : A = ε·ℓ·c, où ε est le coefficient d'absorption molaire et ℓ la longueur de la cuve.

Réactif limitant

Réactif totalement consommé à l'état final ; il détermine l'avancement maximal xmax. On le trouve en comparant les rapports n₀/coefficient stœchiométrique pour chaque réactif.

pH d'une solution

Grandeur définie par pH = −log([H₃O⁺]/c°) avec c° = 1 mol·L⁻¹. Pour un acide fort de concentration c, pH = −log(c/c°) ; pour une base forte, pH = 14 + log(c/c°).

Couple acide/base

Ensemble HA/A⁻ relié par l'échange d'un proton H⁺. La constante d'acidité Ka = [A⁻][H₃O⁺]/[HA] et pKa = −log Ka ; l'acide prédomine si pH < pKa.

Oxydant et réducteur

Un oxydant capte des électrons, un réducteur en cède. Une réaction d'oxydoréduction échange des électrons entre le couple oxydant/réducteur de chaque espèce.

Tableau d'avancement

Tableau qui suit l'évolution des quantités de matière en fonction de l'avancement x ; à l'état final, xf permet de calculer le taux d'avancement τ = xf/xmax.

Deuxième loi de Newton

Dans un référentiel galiléen, la somme vectorielle des forces appliquées à un système de masse m constante est égale à m·a, où a est l'accélération du centre de masse.

Référentiel galiléen

Référentiel dans lequel le principe d'inertie s'applique : un système isolé ou pseudo-isolé y a un mouvement rectiligne uniforme ou reste au repos.

Chute libre

Mouvement d'un corps soumis uniquement à son poids ; son accélération est égale au champ de pesanteur g, indépendamment de sa masse. Le mouvement est vertical uniformément accéléré.

Mouvement d'un satellite

En orbite circulaire de rayon r autour d'un astre de masse M, la vitesse vérifie v = √(G·M/r) et la période T = 2π·√(r³/(G·M)), indépendante de la masse du satellite.

Loi de Coulomb

Force électrostatique entre deux charges ponctuelles qA et qB distantes de r : F = k·|qA·qB|/r², avec k = 8,99 × 10⁹ N·m²·C⁻² ; attractive si les charges sont opposées.

Interaction gravitationnelle

Force attractive entre deux masses mA et mB séparées par une distance d : F = G·mA·mB/d², avec G = 6,67 × 10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻². Elle est toujours attractive.

Énergie cinétique

Énergie liée au mouvement d'un corps de masse m et de vitesse v : Ec = ½·m·v², exprimée en joules lorsque m est en kg et v en m·s⁻¹.

Énergie mécanique

Somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle : Em = Ec + Epp. Elle se conserve si seules des forces conservatives travaillent, sinon elle diminue sous l'effet des frottements.

Théorème de l'énergie cinétique

Dans un référentiel galiléen, la variation d'énergie cinétique d'un système entre deux instants est égale à la somme des travaux de toutes les forces appliquées : ΔEc = ΣW.

Puissance et rendement

Puissance P = W/Δt, en watts si W est en joules et Δt en secondes. Rendement η = énergie utile/énergie reçue, toujours inférieur à 1 et sans unité.

Effet Joule

Transfert thermique produit par le passage d'un courant dans un conducteur ohmique : P = R·I². L'énergie dissipée vaut E = R·I²·Δt et croît avec la résistance et l'intensité.

Premier principe de la thermodynamique

Pour un système thermodynamique, ΔU = Q + W : la variation d'énergie interne est la somme du transfert thermique et du travail échangés. U est une fonction d'état.

Relation onde-vitesse-fréquence

Pour une onde périodique de fréquence f et de longueur d'onde λ se propageant à la vitesse v : λ = v·T = v/f, avec T = 1/f la période temporelle.

Niveau d'intensité sonore

Grandeur définie par L = 10·log(I/I₀) en décibels, où I est l'intensité sonore et I₀ = 1,0 × 10⁻¹² W·m⁻² le seuil d'audibilité de référence.

Effet Doppler

Modification de la fréquence perçue lorsqu'une source et un récepteur sont en mouvement relatif : la fréquence perçue augmente à l'approche et diminue à l'éloignement.

Diffraction

Étalement d'une onde lors de la rencontre d'un obstacle ou d'une fente de largeur a ; l'écart angulaire vérifie θ ≈ λ/a en radians, d'autant plus grand que a est petit.

Interférences constructives et destructives

Deux ondes interfèrent de façon constructive si leur différence de marche vaut n·λ, destructive si elle vaut (n + ½)·λ, avec n entier. L'amplitude résultante s'additionne ou s'annule.

Relation de conjugaison

Pour une lentille mince convergente de distance focale f' : 1/OA' − 1/OA = 1/f'. Le grandissement vaut γ = A'B'/AB = OA'/OA.

Constante de temps RC

Produit τ = R·C, en secondes si R est en ohms et C en farads ; elle caractérise la rapidité de charge ou de décharge d'un condensateur dans un circuit RC.

Incertitude de type A

Incertitude statistique sur une moyenne de n mesures répétées : u = s/√n, où s est l'écart type expérimental. Elle diminue lorsque le nombre de mesures augmente.

Incertitude composée

Incertitude d'une grandeur calculée à partir de plusieurs mesures : pour une somme, u = √(u₁² + u₂²) ; pour un produit ou un quotient, les incertitudes relatives s'ajoutent quadratiquement.

Dosage par titrage

Technique qui détermine la concentration d'une espèce en versant une solution titrante jusqu'à l'équivalence, où les quantités de matière des réactifs respectent la stœchiométrie.

Analyse dimensionnelle

Vérification de la cohérence des unités d'une formule : chaque terme d'une somme et les deux membres d'une égalité doivent avoir la même dimension, par exemple kg·m²·s⁻² pour une énergie.

Équation différentielle du premier ordre

Équation de la forme dx/dt + x/τ = K/τ, de solution x(t) = K + (x₀ − K)·e^(−t/τ). Elle modélise la charge d'un condensateur ou l'évolution vers un régime permanent.