Aurélie oct 2001

devoirs en seconde

expérience de Rutherford

élément cuivre

foudre

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 En bombardant de très minces feuilles d'or avec des particules a émises par une substance radioactive, Rutherford observa que la plupart des particules traversaient les feuilles métalliques en étant à peine déviées. 1 sur 100 000 environ subissait une déviation notable.

  1. L'épaisseur des feuilles d'or utilisées était proche de 500 nm. L'atome d'or assimilé à une sphère a un diamètre de 300 pm. Déterminer le nombre de couches d'atomes d'or de la feuille.
  2. Quelle propriété de la matière est ainsi mise en évidence ?
  3. Donner les deux autres propriétés de l'atome.
  4. Les particules a sont constituées de 2 protons et de 2 neutrons. Déterminer leur masse et leur charge. Charge élémentaire e= 1,6 10-19 C et masse d'un nucléon 1,67 10-27 kg.
  5. Le symbole des noyaux d'or est :

Déterminer la composition de l'atome d'or.

 



corrigé
épaisseur des feuilles d'or : 500 nm = 500 * 10-9 m = 5 10-7 m

diamètre de l'atome d'or : 300 pm = 300 10-12 m= 3 10-10 m

nombre de couches d'atomes : 5 10-7 / 3 10-10 =1660 couches.

la matière est essentiellement constituée de vide.

l'atome est électriquement neutre.

la masse de l'atome est à peu près égale à la masse du noyau.

une particule alpha compte deux protons positifs soit 2 fois la charge élémentaire soit 2*1,6 10-19 = 3,2 10-19 C.

cette particule compte 4 nucléons; masse de 4 nucléons :

4*1,67 10-27 = 6,68 10-27 kg.

l'atome dor compte 79 électrons, 79 protons dans son noyau et 197-79 = 118 neutrons.


 L'élément cuivre : compléter les phrases.

Un élément chimique est tout ce qui est commun à un corps pur simple et à tous ces composés.

Le métal cuivre est détruit par l'acide nitrique HNO3. On observe un dégagement de dioxyde d'azote NO2 de couleur ………. . La solution prend une teinte …….. , couleur due à la présence de l'ion Cu2+ hydraté.

On ajoute de la soude NaOH : un précipité bleu se forme

Cu2+ + 2HO- --> ………… hydroxyde de cuivre II

Filtrer, récupérer le solide bleu et le chauffer dans une coupelle : on observe alors un solide noir, l'………….

 

Dissoudre ce solide dans l'acide chlorhydrique : la solution obtenue devient bleue (présence de Cu2+). Plongé un clou en fer dans cette solution , il se recouvre de ……..

 


corrigé

Le métal cuivre est détruit par l'acide nitrique HNO3. On observe un dégagement de dioxyde d'azote NO2 de couleur brunes . La solution prend une teinte bleue , couleur due à la présence de l'ion Cu2+ hydraté.

On ajoute de la soude NaOH : un précipité bleu se forme

Cu2+ + 2HO- --> Cu(OH)2 hydroxyde de cuivre II

Filtrer, récupérer le solide bleu et le chauffer dans une coupelle : on observe alors un solide noir, l'oxyde de cuivre CuO

Dissoudre ce solide dans l'acide chlorhydrique : la solution obtenue devient bleue (présence de Cu2+). Plongé un clou en fer dans cette solution , il se recouvre de cuivre métal.



la foudre :

Au cours d'un orage la foudre tombe à 3 km d'un observateur, en provoquant au même instant noté t0 un éclair et un coup de tonnerre.

  1. Combien de temps va t-il s'écouler entre l'instant t0 et l'instant où l'observateur entend le tonnerre. Vitesse de la lumière dans l'air = 3 108 m/s. Vitesse du son dans l'air : 340 m/s.
  2. Combien de temps va t-il s'écouler entre l'instant t0 et l'instant où l'observateur voit l'éclair.
  3. Combien de temps va t-il s'écouler entre l'instant où l'observateur entend le tonnerre et l'instant où il voit l'éclair.
  4. En déduire que pour calculer l'ordre de grandeur de la distance à laquelle la foudre est tombée, on peut compter les secondes qui séparent la vision de l'éclair du coup de tonnerre et diviser ce nombre par 3 pour obtenir la distance en km.

corrigé
le son se déplace à 340 m/s.

durée pour parcourir 3km = 3000 m :

3000/340=8,82 s.

la lumière se déplace à 3 108 m/s

durée pour parcourir 3 000 m :

3000 / 3 108 = 10 -5 s = 10 microsecondes

durée entre la perception de l'éclair et du tonnerre :

8,82 - 10-5 voisin de 8,82 s.

durée (seconde ) fois la vitesse (km/s) = distance (km)

l'inverse de la vitesse 0,340 km/ s est proche de 3

donc la durée (s) divisée par 3 est voisine de la distance en km.





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