Flashcards : Histoire et transformations de la matière (66 cartes)

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1Question

Depuis combien de temps la formation de l’Univers a-t-elle commencé ?

Réponse

Il y a 13,8 milliards d’années.

2Question

Comment les premiers noyaux se forment-ils lors de la nucléosynthèse primordiale ?

Réponse

Par fusion de particules.

3Question

Jusqu’à quel numéro atomique la fusion stellaire forme-t-elle des éléments ?

Réponse

Jusqu’à Z≤26Z \leq 26.

4Question

Où se forment les éléments de numéro atomique Z≥27Z \geq 27 ?

Réponse

À la fin de vie des étoiles, lors de leur explosion.

5Question

Combien d’éléments chimiques la classification périodique répertorie-t-elle ?

Réponse

118 éléments chimiques.

6Question

Quel pourcentage de l’Univers est constitué d’hydrogène ?

Réponse

75 %.

7Question

Quel pourcentage de l’Univers est constitué d’hélium ?

Réponse

24 %.

8Question

Quel pourcentage de l’Univers est constitué d’autres éléments ?

Réponse

1 %.

9Question

Qu’est-ce que la fusion nucléaire ?

Réponse

L’association de deux noyaux légers en un noyau plus lourd.

10Question

Qu’est-ce que la fission nucléaire ?

Réponse

La division d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers.

11Question

Qu’est-ce que la demi-vie d’un élément radioactif ?

Réponse

Le temps nécessaire pour que la moitié de ses noyaux se désintègrent.

12Question

Quelle formule donne les noyaux restants après n demi-vies ?

Réponse

N=N02nN=\frac{N_0}{2^n}

13Question

Que représente N0N_0 dans la formule des noyaux restants ?

Réponse

Le nombre initial de noyaux.

14Question

Quelle quantité d’or la Chine a-t-elle extraite en 2016 ?

Réponse

455 tonnes.

15Question

Selon Dimitri Mendeleïev (1834–1907), quel est le numéro atomique du mercure ?

Réponse

80.

16Question

Combien de protons faut-il arracher à un noyau de mercure pour obtenir de l’or ?

Réponse

Un proton.

17Question

Quel type de transformation convertit un noyau de mercure en noyau d’or ?

Réponse

Une transformation nucléaire.

18Question

Quelle proportion de carbone 14 les êtres vivants contiennent-ils durant leur vie ?

Réponse

La même proportion que l’atmosphère.

19Question

Qu’échangent les êtres vivants avec l’atmosphère durant leur vie ?

Réponse

Du dioxyde de carbone.

20Question

Que cesse d’absorber un être vivant à sa mort ?

Réponse

Du dioxyde de carbone.

21Question

Que devient le carbone 14 contenu dans un être vivant après sa mort ?

Réponse

Il continue à se désintégrer.

22Question

Qu’est-ce qui distingue les noyaux isotopes ?

Réponse

Ils ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents.

23Question

Quel couple radioactif peut servir à dater les roches lunaires ?

Réponse

Le couple 40K/40Ar^{40}\mathrm{K}/^{40}\mathrm{Ar}.

24Question

Quels éléments la nucléosynthèse primordiale forme-t-elle ?

Réponse

L’hydrogène, le deutérium, le tritium, l’hélium, le lithium et le béryllium.

25Question

Pourquoi la nucléosynthèse primordiale n’a-t-elle pas formé de noyaux plus lourds ?

Réponse

L’expansion a refroidi l’Univers et éloigné les noyaux.

26Question

Quelle proportion des noyaux de l’Univers était de l’hydrogène après la nucléosynthèse primordiale ?

Réponse

90 %.

27Question

Quel élément est le plus abondant dans les objets terrestres, et à quel pourcentage ?

Réponse

L’oxygène, à 46,8 %.

28Question

Quel est le pourcentage de magnésium dans les objets terrestres ?

Réponse

16,5 %.

29Question

Quel est le pourcentage de fer dans les objets terrestres ?

Réponse

14,3 %.

30Question

Quel est le pourcentage de silicium dans les objets terrestres ?

Réponse

13,8 %.

31Question

Qu’est-ce qu’une réaction nucléaire ?

Réponse

La transformation de certains isotopes dans un environnement physique.

32Question

Quelle température minimale nécessite la fusion thermonucléaire ?

Réponse

Une température supérieure à 10 millions de degrés.

33Question

Quelle inégalité relie les masses des noyaux lors d’une fusion ?

Réponse

m(N1+N2)>m(noyau lourd)m(N_1+N_2)>m(\text{noyau lourd})

34Question

Quelle équation décrit la formation de l’hélium par fusion ?

Réponse

3 24He→612C3\,{}^{4}_{2}\mathrm{He}\rightarrow{}^{12}_{6}\mathrm{C}

35Question

Quelle formule donne le nombre de noyaux perdus ?

Réponse

Nperdus=N0−NrestantsN_{\text{perdus}}=N_0-N_{\text{restants}}

36Question

Quels types peuvent prendre les transformations nucléaires spontanées ?

Réponse

Elles sont de type α, β⁺, β⁻ ou γ.

37Question

Quel isotope sert à dater des objets de moins de 50 000 ans ?

Réponse

Le carbone 14, 614C {}^{14}_{6}\mathrm{C}

38Question

Quels exemples d’objets peut-on dater au carbone 14 ?

Réponse

Des tombeaux ou des ossements.

39Question

Quel volume aurait le cube formé par tout l’or extrait, selon le World Gold Council ?

Réponse

Un cube de 21 mètres de côté.

40Question

Quelle formule relie la masse, la masse volumique et le volume ?

Réponse

m=ρVm=\rho V

41Question

Quelle est la masse volumique de l’or en grammes par centimètre cube ?

Réponse

19,3 g·cm⁻³.

42Question

Quelle masse totale d’or extrait depuis le début de l’humanité est estimée ?

Réponse

1,79 × 10⁵ tonnes.

43Question

Quelle formule calcule la masse mondiale d’or extraite en 2016 ?

Réponse

m=455×10013=3500 tm = \frac{455 \times 100}{13} = 3500\ \text{t}

44Question

À quelle échelle se situe l’énergie requise pour transmuter le plomb en or ?

Réponse

À celle mise en jeu dans les réacteurs nucléaires et les accélérateurs de particules.

45Question

Combien coûterait la production d’un gramme d’or par transmutation du plomb ?

Réponse

Des centaines de millions d’euros.

46Question

Pourquoi l’or produit au laboratoire d’Oak Ridge n’est-il pas exploitable ?

Réponse

La quantité produite est trop infime.

47Question

Quelle est la nature du carbone 14 présent dans l’atmosphère ?

Réponse

C’est un noyau radioactif.

48Question

Quelle est la proportion du carbone 14 dans l’atmosphère ?

Réponse

Elle est constante.

49Question

D’où provient le carbone du bois végétal ?

Réponse

De l’air.

50Question

Que peut-on conclure sur la datation au carbone 14 après huit demi-vies ?

Réponse

La quantité restante est inférieure à 1 % et trop faible pour dater l’événement.

51Question

De quoi dépend la demi-vie d’un isotope dans un échantillon macroscopique ?

Réponse

Elle ne dépend pas de la quantité initiale d’isotopes.

52Question

Quelle fraction des noyaux radioactifs initiaux reste après deux demi-vies ?

Réponse

Un quart.

53Question

Quel pourcentage des noyaux radioactifs initiaux s’est désintégré après deux demi-vies ?

Réponse

75 %.

54Question

Quels noyaux de carbone sont isotopes parmi les noyaux cités ?

Réponse

¹²₆C, ¹³₆C et ¹⁴₆C.

55Question

Quels noyaux d’azote sont isotopes parmi les noyaux cités ?

Réponse

¹⁴₇N et ¹³₇N.

56Question

Quel type de réaction est ¹₀n + ²³⁵₉₂U → ⁹⁴₃₉Y + ¹³⁹₅₃I + 3·¹₀n ?

Réponse

Une fission.

57Question

Quel type de réaction est ²₁H + ³₁H → ⁴₂He + ¹₀n ?

Réponse

Une fusion.

58Question

Quelles quantités de 40K^{40}\mathrm{K} et de 40Ar^{40}\mathrm{Ar} sont mesurées dans 1 g de roche lunaire ?

Réponse

2,93 μg2{,}93\,\mu\mathrm{g} de 40K^{40}\mathrm{K} et 82×10−4 cm382\times10^{-4}\,\mathrm{cm}^3 de 40Ar^{40}\mathrm{Ar}.

59Question

Quel est le nombre d’atomes de potassium 40K^{40}\mathrm{K} dans l’échantillon lunaire ?

Réponse

4,41×10164{,}41\times10^{16} atomes.

60Question

Quel est le nombre d’atomes d’argon 40Ar^{40}\mathrm{Ar} dans l’échantillon lunaire ?

Réponse

2,06×10172{,}06\times10^{17} atomes.

61Question

Quelle énergie libère le bombardement de l’azote 15 par un proton ?

Réponse

4,96 MeV.

62Question

Combien de centimètres cubes équivalent à un mètre cube ?

Réponse

106 cm310^6\,\mathrm{cm^3}

63Question

Selon les calculs manuscrits, quelle masse d’or est produite en 24 heures ?

Réponse

28 mg.

64Question

Quel mécanisme Hans Bethe a-t-il expliqué dans ses travaux de 1939 ?

Réponse

La formation de l’hélium à partir de l’hydrogène dans les étoiles par le cycle carbone-azote-oxygène.

65Question

Comment s’écrit la fusion du deutérium et du tritium ?

Réponse

12D+13T→24He+01n {}^{2}_{1}\mathrm{D}+{}^{3}_{1}\mathrm{T}\rightarrow{}^{4}_{2}\mathrm{He}+{}^{1}_{0}\mathrm{n}

66Question

À Oak Ridge, que bombardent les protons de très haute énergie pour produire des neutrons ?

Réponse

Une cible de mercure.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 26 questions sur Histoire et transformations de la matière.

1. À quelle époque et dans quelles conditions de température la formation de l’Univers a-t-elle commencé ?

2. Dans les premières minutes de l’Univers, des protons et des neutrons s’assemblent pour produire notamment les premiers noyaux d’hydrogène et d’hélium. De quel processus s’agit-il ?

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