QCM : Constitution et états de la matière (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Deux philosophes décrivent la matière : l’un la représente comme des particules minuscules séparées par du vide, l’autre comme un milieu continu. Quelle attribution correspond à ces conceptions ?

Démocrite défend la matière discontinue et Aristote la matière continue.
Démocrite défend la matière continue et Aristote la matière discontinue.
Aristote défend la matière discontinue et Démocrite la matière continue.
Les deux défendent une matière discontinue séparée par du vide.

Démocrite défend la matière discontinue et Aristote la matière continue.

Explication

Démocrite imagine des particules séparées par du vide, tandis qu’Aristote conçoit une matière continue. Inverser leurs conceptions, attribuer la continuité à Démocrite ou leur prêter une même conception discontinue confond ces deux positions.

2. À quelle époque Démocrite imagine-t-il que la matière est constituée de grains microscopiques appelés atomes ?

Au XIXᵉ siècle de notre ère.
Au IVᵉ siècle de notre ère.
Au IVᵉ siècle avant notre ère.
Au XVIᵉ siècle de notre ère.

Au IVᵉ siècle avant notre ère.

Explication

Démocrite formule l’idée des atomes dès le IVᵉ siècle avant notre ère. Les dates médiévale, de la Renaissance et du XIXᵉ siècle placent cette conception bien plus tard.

3. Un élève utilise une représentation simplifiée de particules invisibles à l’œil nu pour expliquer un phénomène observable. Quel rôle joue cette représentation ?

Une molécule réelle visible directement pendant le phénomène.
Une observation macroscopique qui remplace les particules invisibles.
Un modèle moléculaire servant à décrire, expliquer et prévoir des phénomènes.
Une mesure de taille qui ne sert qu’à comparer les particules.

Un modèle moléculaire servant à décrire, expliquer et prévoir des phénomènes.

Explication

Une molécule est une particule microscopique, et sa représentation simplifiée permet de décrire, d’expliquer et de prévoir des phénomènes. La molécule réelle n’est pas visible à l’œil nu, et le modèle ne se limite ni à une observation directe ni à une mesure de taille.

4. Un appareil permet d’estimer la taille d’une molécule d’eau. Quelle valeur devrait-il mesurer si cette molécule mesure 0,40,4 nanomètre et qu’un nanomètre vaut 10−910^{-9} mètre ?

4×10−74 \times 10^{-7} mètre
10−910^{-9} mètre
4×10−104 \times 10^{-10} mètre
4×1084 \times 10^{8} mètres

$$4 \times 10^{-10}$$ mètre

Explication

Comme 11 nanomètre vaut 10−910^{-9} mètre, 0,40,4 nanomètre vaut 0,4×10−9=4×10−100,4 \times 10^{-9} = 4 \times 10^{-10} mètre. 10−910^{-9} oublie le facteur 0,40,4, 4×1084 \times 10^{8} inverse l’échelle de conversion, et 4×10−74 \times 10^{-7} correspond à une confusion d’unité.

5. Qu’est-ce qui caractérise un corps pur à l’échelle moléculaire ?

Il contient des molécules séparées par des espaces vides.
Il est constitué de plusieurs sortes de molécules.
Il est constitué d’une seule sorte de molécules.
Il est constitué de molécules identiques dans tous ses états physiques.

Il est constitué d’une seule sorte de molécules.

Explication

Un corps pur contient une seule sorte de molécules, ce qui le distingue d’un mélange moléculaire. La présence d’espaces vides entre les molécules décrit une caractéristique générale de la matière, pas la définition d’un corps pur.

6. Dans un solide, quel arrangement moléculaire contribue à lui donner une forme propre et un volume propre ?

Les molécules sont en contact, peu liées et désordonnées.
Les molécules sont très espacées et fortement agitées.
Les molécules sont en contact, fortement liées et ordonnées.
Les molécules sont séparées par de grands espaces et peu agitées.

Les molécules sont en contact, fortement liées et ordonnées.

Explication

Dans un solide, les molécules sont en contact, fortement liées et ordonnées, ce qui correspond à son organisation caractéristique. L’arrangement désordonné de molécules en contact décrit plutôt un liquide.

7. Quel est le rôle du nombre de molécules dans la conservation de la masse lors d’un changement d’état ?

Son maintien explique que la masse reste la même malgré la réorganisation des molécules.
Sa diminution explique que la masse baisse lorsque les molécules s’éloignent.
Sa variation explique que la masse dépend du volume occupé par les molécules.
Son augmentation explique que la masse croît lorsque les molécules deviennent plus agitées.

Son maintien explique que la masse reste la même malgré la réorganisation des molécules.

Explication

Le nombre de molécules ne varie pas lors d’un changement d’état, ce qui permet à la masse de rester constante malgré les changements d’organisation. L’augmentation du volume pendant la vaporisation ne signifie pas que la quantité de matière augmente.

8. À quelle date Lord Rayleigh reproduit-il l’expérience de Franklin pour estimer la taille d’une molécule d’huile ?

En 1890, en mesurant directement des molécules au microscope.
Au IVᵉ siècle avant notre ère, en observant des grains de matière.
En 1782, en étudiant une pellicule d’huile à la surface de l’eau.
En 1890, en étudiant une pellicule d’huile à la surface de l’eau.

En 1890, en étudiant une pellicule d’huile à la surface de l’eau.

Explication

Lord Rayleigh reproduit l’expérience en 1890 et déduit que la pellicule d’huile forme une seule épaisseur moléculaire. En 1782, c’est Franklin qui avait déversé l’huile sur l’étang, et non Rayleigh.

9. En quoi les conceptions de Démocrite et d’Aristote diffèrent-elles sur la présence de vide dans la matière ?

Tous deux imaginent des particules séparées par du vide, mais leur attribuent des tailles différentes.
Tous deux défendent une matière continue, mais divergent sur la nature des particules qui la composent.
Démocrite admet du vide entre des particules, tandis qu’Aristote conçoit une matière continue sans vide.
Démocrite conçoit une matière continue, tandis qu’Aristote place du vide entre des particules.

Démocrite admet du vide entre des particules, tandis qu’Aristote conçoit une matière continue sans vide.

Explication

Démocrite imagine une matière discontinue constituée de grains séparés par du vide, alors qu’Aristote la pense continue et sans vide. L’idée de particules séparées par du vide attribuée à Aristote inverse leurs conceptions.

10. Quelle taille est attribuée à une molécule d’eau ?

44 nanomètres, soit 4×10−94 \times 10^{-9} mètre
0,040,04 nanomètre, soit 4×10−114 \times 10^{-11} mètre
0,40,4 nanomètre, soit 4×10−104 \times 10^{-10} mètre
4040 nanomètres, soit 4×10−84 \times 10^{-8} mètre

$$0,4$$ nanomètre, soit $$4 \times 10^{-10}$$ mètre

Explication

La molécule d’eau mesure 0,40,4 nanomètre, et comme un nanomètre vaut 10−910^{-9} mètre, cela correspond à 4×10−104 \times 10^{-10} mètre. Une taille de 44 nanomètres est dix fois plus grande que la valeur indiquée.

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Comment Démocrite conçoit-il la matière par rapport à Aristote ?

Démocrite la conçoit comme discontinue, séparée par du vide, tandis qu’Aristote la pense continue.

Qu’est-ce qu’une molécule ?

Une particule microscopique de matière, invisible à l’œil nu, souvent représentée de manière simplifiée.

Quelle est la taille d’une molécule d’eau ?

0,4 nanomètre.

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