3° > Chap NRJ6 : L’énergie chimique et ses conversions

Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre NRJ6 intitulé « L’énergie chimique et ses conversions » puis faire l’activité 1.

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Activité à rechercher avant de venir en cours

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Activité 1  : L’énergie chimique d’un composé

Visionnez la vidéo ci-dessous puis répondez par écrit dans votre cours aux questions ci-dessous :

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Questions

1° Question : Recopier la définition de l’énergie chimique

2° Question : La rupture de liaisons chimiques est-elle à l’origine de la libération ou de l’absorption d’énergie ?

3° Question : Donnez une définition pour « exothermique »

4° Question : Observer l’expérience ci-dessous. La réaction observée est-elle exothermique ou endothermique ? (Justifier)

Protocole correspondant :

  • On verse une solution de sulfate de cuivre dans un bécher.
  • On mesure la température.
  • On ajoute de la poudre de zinc, on agite et on relève à nouveau la température.
  • On teste à la soude la solution obtenue.

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Autres activités qui seront faites en classe

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Activité 2  : L’énergie produite ou stockée dans les piles.

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1° De quoi est constitué une pile ?

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Observer le schéma légendé de la pile ci-dessous.

Une pile fait circuler des électrons. Ceux-ci se déplacent d’un pôle vers l’autre. Ce mouvement d’électrons créé un courant électrique.

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Question 1 : Comment s’appelle le type d’énergie qui est produite délivrée (= produite) par une pile ?

Question 1bis : Compléter la partie de la chaine énergétique correspondante (dans le diagramme du 4°)

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2° Fabriquer une pile au laboratoire

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Une pile contient des éléments chimiques qu’on peut rassembler dans un bécher, ou dans 2 béchers séparés pour améliorer l’efficacité de la pile. On obtient ainsi des prototypes de piles, telle qu’elles ont été conçues par leurs inventeurs.

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On pourra remarquer que le sens conventionnel du courant est le sens inverse de celui du déplacement des électrons.

Question 2 : Quels sont les éléments qui vous semblent être des réactifs chimiques possibles dans les piles décrites ci-dessus ?

Question 2bis : En déduire comment s’appelle le type d’énergie qui est contenue (ou stockée) dans une pile ? : …

Question 2ter : Compléter la partie de la chaine énergétique correspondante (voir diagramme ci-après).

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3° L’autre énergie délivrée par une pile

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Lors de son fonctionnement prolongé, une pile s’échauffe. Le thermomètre sur le schéma indique que la température augmente.

Question 3 : Comment s’appelle le type d’énergie qui est aussi produite délivrée par une pile et qui correspond à cette élévation de température ?

Question 3bis : Puisque cette énergie n’est pas utilisée, on pourra la désigner par le terme « énergie perdue ». Compléter la partie de la chaine énergétique correspondante (voir diagramme ci-après).

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4° La chaine énergétique d’une pile

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Question 4 : Si vous ne l’avez pas fait progressivement auparavant, compléter le diagramme de transformation d’énergie ci-dessous avec les noms des formes d’énergie :

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5° L’usure des piles

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L’énergie contenue dans une pile est épuisée lorsque les réactifs qui la compose sont épuisés. Lorsqu’elle n’a plus d’énergie à fournir, on peut observer que les lames de métaux ont étés transformées.

Les batteries aussi finissent par s’épuiser lorsque les composés chimiques qui les composent se sont abimés.

Indication : Les batteries aussi finissent par s’épuiser lorsque les composés chimiques qui les composent se sont transformés. Dans la plupart des piles, les produits se sont trop dégradés et ne peuvent pas être utiliser pour régénérer les réactifs.

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Question 5 : Comment se fait-il que certaines batteries soient rechargeables ?

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6° Le recyclage des piles

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Les métaux utilisés dans les piles sont toxiques pour l’environnement.

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Question 6 : Que doit-on faire d’une pile usagée ?

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Activité 3  : Le stockage de l’énergie chimique dans les piles et les batteries

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Voici un téléphone portable. Sur son étiquette qui l’accompagne lors de la vente, on peut lire qu’il est équipé d’une batterie au lithium. Celle-ci est donnée pour une capacité maximale de stockage d’énergie correspondant à 108 kJ.

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Lors d’un appel, ce téléphone portable consomme 2,3 J par seconde.

Question 1 : Compte tenu de sa capacité de stockage, combien de temps peut-il rester en appel ? Donner le résultat en seconde, puis le convertir en heure.

Question 2 : Qu’est-ce que le lithium ? Quelle particule élémentaire doit-il être capable de libérer pour qu’on obtienne un courant électrique ?

Question 3 : Pourquoi la capacité de la batterie est-elle limitée ?

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Activité 4  : L’énergie contenue dans les aliments – Étude de document

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Lisez le document ci-dessous puis répondez par écrit dans votre cours aux questions.

Les aliments, une source d’énergie vitale.

« La calorie est une unité, utilisée en nutrition, pour comptabiliser l’énergie dans les aliments. On utilise souvent la kilocalorie (kcal) et on sait qu’une calorie correspond à 4,18 J. L’organisme utilise cette énergie pour faire fonctionner les organes et pour pouvoir faire fonctionner les muscles. Chez certains animaux, cette énergie leur permet même de produire de la lumière. C’est le cas des lucioles. On parle alors de bioluminescence. Pour les humains, une grande partie de cette énergie est utilisée pour maintenir le corps à 37°C. Le cerveau est l’organe qui consomme le plus d’énergie alors que le cœur en nécessite peu ce qui lui permet de fonctionner même lorsque l’énergie vient à manquer. L’énergie nécessaire au fonctionnement de l’organisme est puisée dans les aliments. Il s’agit donc d’une énergie chimique. Les réactions chimiques qui s’opèrent pendant la digestion permettent de libérer cette énergie. Le corps humain fabrique aussi des nouveaux composés qui lui permettent de faire des stocks en énergie : Ce sont les lipides. Ce stock d’énergie est utilisé pour faire fonctionner le métabolisme comme, par exemple, maintenir le corps humain à 37 °C. Lors d’un apport massif en énergie, ce procédé est très utile mais il peut s’avérer néfaste si la quantité d’énergie stockée dans les lipides n’est jamais sollicitée. L’organisme humain est adapté pour produire du mouvement, c’est pourquoi les diététiciens encouragent à pratiquer régulièrement une activité sportive. »

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Question 1 :  A combien de Joule correspond une calorie ?

Question 2 : Quel est l’organe qui consomme le plus d’énergie dans notre corps lorsqu’on est au repos ?

Question 3 : Quelle est la forme d’énergie associée à l’énergie contenue dans les aliments ?

Question 4 : En quelle(s) autre(s) forme(s) cette énergie contenue dans les aliments peut-elle être transformée ?

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 Bilan

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 Corrigés

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