Voici le corrigé détaillé des exercices sur le modèle particulaire. Pour chaque question, vérifie ta méthode autant que ton résultat : un bon calcul commence toujours par la formule écrite avec les unités.
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La correction détaillée : corrigé du modèle particulaire
Correction de l’exercice 1 : Compléter le vocabulaireDans un solide, les particules sont serrées et rangées ; elles vibrent sur place. Dans un liquide, elles glissent les unes sur les autres. Dans un gaz, elles sont éloignées et séparées par du vide. Le mouvement permanent des particules s’appelle l’agitation.
a. Faux : entre les particules d’un gaz il y a du vide. b. Faux : elles vibrent autour de leur position. c. Vrai. d. Faux : leur taille ne change pas, c’est leur agitation qui augmente.
1. Schéma A : solide (particules serrées et rangées). Schéma B : gaz (particules éloignées). Schéma C : liquide (particules serrées mais désordonnées, au fond du récipient).
2. Schéma A : le solide garde sa forme.
3. Schéma B : un gaz occupe tout l’espace disponible.
4. Schéma B : il y a beaucoup de vide entre les particules, qu’on peut rapprocher.
1. C’est la diffusion.
2. Les particules odorantes quittent le gâteau, se mélangent aux particules de l’air et, grâce à l’agitation, se répandent dans toute la pièce.
3. À température élevée, l’agitation est plus grande : les particules se déplacent plus vite et la diffusion est plus rapide.
1. ρ = m ÷ V = 395 ÷ 50 = 7,9 g/cm3.
2. ρ = 184 ÷ 200 = 0,92 g/mL.
3. 7,9 g/cm3 = 7,9 × 1 000 = 7 900 kg/m3.
1. m = ρ × V = 2,7 × 40 = 108 g.
2. 1,5 L = 1 500 cm3, donc m = 1,0 × 1 500 = 1 500 g, soit 1,5 kg.
3. V = m ÷ ρ = 135 ÷ 2,7 = 50 cm3.
1. Les particules d’air sont très éloignées, séparées par du vide : on peut les rapprocher.
2. Dans l’eau, les particules sont déjà serrées et se touchent : on ne peut pas les rapprocher davantage, donc le volume ne change pas.
3. Non : l’air est enfermé dans la pompe, les particules sont les mêmes ; seule la distance entre elles a diminué.
1. Flottent (ρ < 1,0) : liège, glace, huile, chêne. Coule (ρ > 1,0) : fer.
2. 0,92 ÷ 1,0 = 0,92, soit 92 % du volume du glaçon est immergé, seulement 8 % dépasse de l’eau.
1. ρ1 = 27,2 ÷ 10 = 2,72 ; ρ2 = 53,8 ÷ 20 = 2,69 ; ρ3 = 81,3 ÷ 30 = 2,71 ; ρ4 = 107,9 ÷ 40 = 2,70 (en g/cm3).
2. Moyenne : (2,72 + 2,69 + 2,71 + 2,70) ÷ 4 = 10,82 ÷ 4 ≈ 2,7 g/cm3 : c’est de l’aluminium.
3. Les points sont alignés avec l’origine : la masse est proportionnelle au volume, le coefficient étant ρ. Les petites différences viennent des incertitudes de mesure (lecture du volume, précision de la balance).
1. Peser le caillou sec sur la balance : on note m (en g).
2. Verser de l’eau dans l’éprouvette et lire le volume V1.
3. Plonger doucement le caillou et lire le nouveau volume V2.
4. Le volume du caillou est V = V2 − V1, et ρ = m ÷ V.
Par exemple, m = 68 g, V1 = 50 mL, V2 = 75 mL donnent V = 25 cm3 et ρ = 68 ÷ 25 = 2,7 g/cm3.
Sources d’erreur : lecture du niveau mal faite (œil pas à la hauteur du ménisque), bulles d’air collées au caillou, caillou mouillé pesé, éprouvette trop large donnant une lecture peu précise.
1. Pour V = 30 cm3, on lit environ 81 g.
2. ρA = 108 ÷ 40 = 2,7 g/cm3 ; ρB = 40 ÷ 40 = 1,0 g/cm3.
3. A est de l’aluminium, B de l’eau.
4. La masse est proportionnelle au volume : pour V = 0 on a m = 0, et le coefficient directeur de la droite est la masse volumique.
1. Liège < glace < eau < aluminium < fer < cuivre.
2. Le liège et la glace (ρ < 1,0 g/cm3).
3. 7,9 ÷ 1,0 = 7,9 fois.
4. La barre du cuivre mesure 356 pixels, soit 356 ÷ 40 = 8,9 g/cm3. Pour 1 L = 1 000 cm3 : m = 8,9 × 1 000 = 8 900 g = 8,9 kg.
1. Il y a 6 particules avant comme après : leur nombre ne change pas.
2. Non : même nombre de particules, donc même masse (0,144 g).
3. Avant : ρ = 0,144 ÷ 0,120 = 1,2 g/L. Après : ρ = 0,144 ÷ 0,040 = 3,6 g/L.
4. Elle est multipliée par 120 ÷ 40 = 3 : les particules sont plus proches, il y en a trois fois plus par litre.
a. 8 900 kg/m3. b. 920 ÷ 1 000 = 0,92 g/cm3. c. 1,2 g/L (1,2 kg = 1 200 g pour 1 000 L). d. 500 cm3. e. 3 000 L.
1. V = 5,0 × 4,0 × 2,5 = 50 m3.
2. m = ρ × V = 1,2 × 50 = 60 kg.
3. C’est presque la masse d’un adulte : l’air a une masse non négligeable, même si on ne la sent pas.
1. m = 0,17 × 0,010 = 0,0017 kg = 1,7 g.
2. m = 1,2 × 0,010 = 0,012 kg = 12 g.
3. L’hélium est moins dense que l’air : à volume égal, le ballon est plus léger que l’air qu’il déplace, donc il monte. Rempli d’air, il a la même masse volumique que l’air autour (et l’enveloppe est en plus), donc il retombe.
1. Eau chaude : 6,6 cm ; eau froide : 1,4 cm.
2. Chaude : 6,6 ÷ 5 = 1,32 cm/min ; froide : 1,4 ÷ 5 = 0,28 cm/min.
3. 1,32 ÷ 0,28 ≈ 4,7 fois plus rapide.
4. Entre 3 min (4,2 cm) et 5 min (6,6 cm), la hauteur à 4 min est environ 5,4 cm. Dans l’eau chaude, l’agitation des particules est plus grande, elles se mélangent donc plus vite.
1. Du fond vers le haut : miel, eau, huile (le plus dense au fond).
2. Le chêne (0,70) est moins dense que l’huile : il flotte à la surface de l’huile. La bille de verre (2,5) est plus dense que le miel : elle coule jusqu’au fond.
1. V = 4,0 × 4,0 × 4,0 = 64 cm3.
2. ρ = 172,8 ÷ 64 = 2,7 g/cm3 : c’est de l’aluminium.
3. V = 103 = 1 000 cm3, donc m = 2,7 × 1 000 = 2 700 g = 2,7 kg.
1. ρ = 500 000 ÷ 1 200 ≈ 417 kg/m3.
2. Cette masse volumique moyenne est inférieure à celle de l’eau (1 000 kg/m3) : le bateau flotte, car sa coque creuse contient beaucoup d’air.
3. V = 500 000 ÷ 7 900 ≈ 63 m3, vingt fois moins que le volume de la coque.
4. Limite : 1 000 × 1 200 = 1 200 000 kg = 1 200 t. Avec 1 400 t, ρ = 1 400 000 ÷ 1 200 ≈ 1 167 kg/m3 > 1 000 : le bateau coule.
Comment progresser après ce corrigé
Si tu hésites sur le modèle, redessine à la main les trois états avec leurs particules et ajoute une flèche pour le mouvement. Pour la masse volumique, écris toujours la formule, remplace par les valeurs avec leurs unités, puis calcule. Vérifie enfin la cohérence : un solide ou un liquide a une masse volumique de l’ordre de 1 g/cm3 ou plus, pas 0,001.