En physique, l’énergie cinétique est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement dans un référentiel donné. Dans le Système international, son unité de mesure est le joule (J).

L’énergie cinétique d’un point matériel dans un référentiel galiléen est égale à la somme des travaux des forces appliquées pour faire passer le point du repos à un mouvement. Ce n’est pas un invariant galiléen, sa valeur dépend du référentiel choisi.

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Exercices corrigés sur le Titrage

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La température  : La température représente l’énergie d’agitation des entités chimiques du milieu considéré. Dans la pratique, la température d’un milieu est repérée par un thermomètre.
Son unité dans le système international est le kelvin (K). Elle est reliée à la valeur en degré Celsius par : T(K) = T(°C) + 273,15.
Le zéro absolu, exprimé en kelvin. Elle correspond à la plus petite valeur que peut prendre la température soit 0 K = −273,15 °C.

Le modèle et la loi des gaz parfaits : Le modèle du gaz parfait suppose que les atomes ou les molécules qui le composent sont très petits comparativement à la distance moyenne qui les sépare (et qu’on appelle distance intermoléculaire moyenne) : ils sont donc considérés comme étant ponctuels.
De plus, en dehors des chocs lorsqu’elles se rencontrent, ces particules n’interagissent pas puisqu’elles n’exercent aucune interaction à distance.
La loi des gaz parfaits est une équation d’état qui relie les différentes grandeurs thermodynamiques d’un gaz considéré comme parfait. Elle s’écrit de la façon suivante : PV = n RT
Avec :

 P représente la pression du gaz, en Pascal (Pa) ;

 V représente le volume dans lequel il est contenu, en m³ ; et n la quantité de matière de gaz en mol ;

R représente la constante des gaz parfaits : R=8,314J⋅K−1⋅mol−1 ; T la température du gaz, en kelvin (K).

Exercices corrigés sur les gaz parfaits 

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Un système est dit en chute libre si la seule force qui s’exerce sur lui est son poids . Le système peut avoir ou non une vitesse initiale.Comme la somme des forces qui s’appliquent sur le système n’est pas nulle (il n’y a pas de compensation du poids), le système n’est ni immobile, ni en mouvement rectiligne uniforme. Le mouvement est dit à une seule dimension, car il se fait verticalement.

Lors d’une chute libre verticale, le mouvement du système est rectiligne mais les forces ne se compensent pas.

Choisir un référentiel c’est donc choisir le bon observateur pour le mouvement que l’on souhaite décrire. Ce référentiel est constitué d’un repère (une origine et trois axes). Il permet de repérer le point M dans l’espace et d’une horloge qui permet de mesurer de temps.
Rappelons que dans le cadre de la mécanique classique, le temps se mesure de la même manière dans tout référentiel, pour tout observateur.
Un référentiel sera généralement noté R.

Choix d’un bon référentiel
Le mouvement dépendant du référentiel, il faut choisir le référentiel adéquat par rapport au mouvement que l’on souhaite étudier.
Souvent, on choisit parmi trois référentiels classiques dit galiléens (voir section sur les lois de Newton) :

Le référentiel héliocentrique est un référentiel dont le centre du repère est situé au centre du soleil, et les trois axes du repère sont dirigés vers trois étoiles lointains considérés comme fixe ; il est utile pour étudier les mouvements des planètes du système solaire.
Le référentiel géocentrique est un référentiel centré au centre de la Terre, ses trois axes sont dirigés vers les trois mêmes étoiles que celles du référentiel de héliocentrique; il est utilise pour étudier les mouvements de satellites terrestres par exemple ;
Les référentiels terrestres sont des référentiels liés à des objets fixes à la surface de la Terre : lui est souvent associés un repère cartésien. Pour tous les mouvements qui se déroulent à la surface de la Terre, ce référentiel est approprié.

Exercices corrigés sur la chute libre 

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Une constante d’acidité ou constante de dissociation acide, Ka, est une mesure quantitative de la force d’un acide en solution. C’est la constante d’équilibre de la réaction de dissociation d’une espèce acide dans le cadre des réactions acido-basiques.

On utilise généralement le Pka plutôt que le Ka pour déterminer la force d’un acide. On remarque que plus l’acide est fort plus le pKa est petit. En effet, si celui est fortement dissocié, la concentration [AH] devient faible. L’acide étant noté AH et la base A–, Ka peut également s’écrire : A cette constante d’acidité est associée une autre : le pKa, qui est également sans unité.

La différence entre le pH et le pKa.” Le pH mesure une propriété d’une solution dans l’eau. Le pKa est lié à une substance acide ou basique que l’on peut dissoudre dans l’eau.

Comment trouver le pKa à partir du pH ?
Cette propriété vient de la relation pH=pKa + log [base]/[acide]. A la demi-équivalence, on a par définition [base]=[acide] d’où pH=pKa à la demi-équivalence.

Le pKa d’un couple peut être déterminé graphiquement, en mesurant le pH de différentes solutions obtenues par des mélanges de volumes variables de l’acide et de sa base conjuguée. – On considère, lors de cette activité, qu’il n’y a pas de réaction entre les espèces conjuguées AH et A- mises en présence.

La constante d’acidité K_A est la constante d’équilibre de la réaction qui modélise la transformation entre un acide AH et l’eau H₂O. C’est une grandeur sans unité modélisée par la réaction d’équation chimique.

Définition du pH

Le pH est définit par la relation : pH = – log [H₃O⁺] = – log [H⁺] (voir le calcul automatisé)

L’autoprotolyse de l’eau correspond à l’équilibre suivant : H₂O + H₂O H₃O⁺ + OH^–

La constante d’équilibre s’écrit Ke = [OH^–][H⁺]/1 = [OH^–][H⁺]
Cette constante d’équilibre, dépendante de la température, est également appelée produit ionique de l’eau. Il est égal à

Ke = [OH^–][H⁺] = 10^-14 à 25°C
Pour l’eau pure on a : [OH^–] = [H⁺] = 10^-7 mol /L . Le pH vaut donc 7.

Exercice corrigé : Constante d’acidité 

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Les trois de Kepler : 

Première loi de Kepler : les planètes décrivent une ellipse dont le Soleil occupe l’un des foyers ;
Deuxième loi de Kepler : le rayon Soleil-planète balaie des aires égales pendant des intervalles de temps égaux ;
Troisième loi de Kepler : le carré de la période de révolution est proportionnel au cube du demi grand-axe de l’orbite.

Les lois de Kepler décrivent les propriétés principales du mouvement des planètes autour du Soleil.

La première loi de Kepler est dite « loi des orbites » ou « loi des ellipses ».

Les planètes du système solaire décrivent des trajectoires elliptiques, dont le Soleil occupe l’un des foyers. Plus généralement, les objets célestes gravitant autour du Soleil décrivent des trajectoires qui sont des coniques dont le Soleil est un foyer. Dans le cas des comètes, on peut en effet avoir aussi des trajectoires non-fermées, paraboliques ou hyperboliques.

Dans le référentiel héliocentrique, le Soleil occupe toujours l’un des deux foyers de la trajectoire elliptique des planètes qui gravitent autour de lui. À strictement parler, c’est le centre de masse qui occupe ce foyer ; la plus grande différence est atteinte avec Jupiter qui, du fait de sa masse importante, décale ce centre de masse de 743 075 km ; soit 1,07 rayons solaires — des déplacements plus importants peuvent être obtenus en cumulant les effets des planètes sur leur orbite.

L’application de la troisième loi de Kepler permet d’obtenir une expression théorique de la masse M de l’astre attracteur. La planète Mars est en orbite quasi-circulaire autour du Soleil. À l’aide de la troisième loi de Kepler, on peut déterminer la masse du Soleil.

Exercice corrigé : Les Lois de Kepler 

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Une réaction acido-basique ou réaction acide-base est une réaction chimique au cours de laquelle un corps chimique ou entité dite « acide » réagit avec une entité dite « basique » et nommée base. Dans le cas des solvants protiques, en particulier les solutions aqueuses, il se produit un transfert d’un ou plusieurs ions H⁺ de l’acide vers la base.

Un acide devient un corps chimique capable de se dissocier dans un solvant protique en libérant des ions H+ (protons, hydrons) en solution aqueuse. En réalité, les protons H+ libres ne sont pas présents en solution, mais se lient à des molécules d’eau pour former des ions hydronium, les plus simples des ions oxonium, H3O+, plus ou moins solvatés.

Une base est une entité chimique capable de capter un ou plusieurs protons H+ et libérer l’ion hydroxyde, HO–, opposé basique et complémentaire du proton ou de l’ion hydronium acide.

Un acide, au sens de Brönsted, est une espèce chimique capable de céder (perdre) un ion hydrogène H+.
Une base, au sens de Brönsted, est une espèce chimique capable de capter (gagner) un ion hydrogène H+

EXERCICE CORRIGE : Les réactions acido-basiques 

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Un acide est une substance capable de donner un ou plusieurs protons sous forme d’ion hydrogène H+ à une autre substance : c’est un donneur de proton.

Une base est une substance capable de recevoir un ou plusieurs protons sous forme d’ion hydrogène H+ provenant d’une autre substance : c’est un accepteur de proton.

Comment savoir si c’est un acide ou une base ?
Les acides libèrent des ions H+ en solution. ​Les bases libèrent des ions OH− en solution. ​Les solutions acides ont un pH inférieur à 7. ​Les solutions basiques ont un pH supérieur à 7.

Un acide a un pH inférieur à 7. Plus le pH est bas, plus l’acide est fort. Par la définition de Joannes Bronsted et Thomas Lowry, un acide est un composé chimique qui tend à donner un proton à une entité complémentaire, la base.

Une solution acide, dans le cas des solutions aqueuses, est une solution dont la concentration en ion hydroxyde HO– est inférieure à la concentration en ion hydronium H3O+.

Quel pH est dangereux ?
pH 10 – pH 14 = bases fortes → détergents, soude, eau de Javel. très dangereuse qui aussi est un très fort oxydant qui brule et décolore en désinfectant et tuant tous les organismes vivants, du virus et du microbe jusqu’à nous en commençant par notre peau.

Exercice corrigé :  La notion d’acide et de base 

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Isaac Newton ajoute la loi de gravitation universelle. Pour lui, la force qui attire les corps entre eux est proportionnelle au produit des deux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance: F = Gm1 m2 / r2, G étant la constante universelle de gravitation.

La force d’attraction gravitationnelle est une force exercée entre deux corps qui ont une masse (par exemple, entre vous et ce livre…). Dans le cas où l’un des deux corps est un astre (une planète, un satellite…), on appelle aussi cette force la « force de pesanteur » : c’est le poids P = m × g. On tombe sur le fait que le poids d’une pomme sur la Terre soit égal à la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la pomme : 

P = m_p × g = 0,2 × 9,81 ≈ 2 N.

Définition : Troisième loi de mouvement de Newton
La troisième loi de Newton énonce que lorsqu’un corps exerce une force sur un deuxième corps, le deuxième corps exerce simultanément une force de même intensité et de sens contraire sur le premier corps.

Exercice corrigé : Loi de gravitation 

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