QCM : Matière, états et atmosphère (46 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelles dimensions caractérisent approximativement un atome et son noyau ?

L’atome et son noyau mesurent tous deux environ 10−15 m10^{-15}\,\mathrm{m}.
L’atome mesure environ 10−15 m10^{-15}\,\mathrm{m} et son noyau environ 10−10 m10^{-10}\,\mathrm{m}.
L’atome mesure environ 10−10 m10^{-10}\,\mathrm{m} et son noyau environ 10−15 m10^{-15}\,\mathrm{m}.
L’atome et son noyau mesurent tous deux environ 10−10 m10^{-10}\,\mathrm{m}.

L’atome mesure environ $$10^{-10}\,\mathrm{m}$$ et son noyau environ $$10^{-15}\,\mathrm{m}$$.

Explication

L’ordre de grandeur de la taille atomique est l’ångström, soit environ 10−10 m10^{-10}\,\mathrm{m}, tandis que le noyau est proche de 10−15 m10^{-15}\,\mathrm{m}. Inverser ces dimensions attribuerait au noyau une taille supérieure à celle de l’atome.

2. Quelles particules constituent le noyau et quelle est leur charge électrique ?

Des protons positifs et des électrons négatifs, appelés ensemble nucléons.
Des protons positifs et des neutrons non chargés, appelés ensemble nucléons.
Des électrons négatifs et des neutrons positifs, appelés ensemble nucléons.
Des protons négatifs et des électrons non chargés, appelés ensemble nucléons.

Des protons positifs et des neutrons non chargés, appelés ensemble nucléons.

Explication

Le noyau contient des protons chargés positivement et des neutrons sans charge ; ces deux particules sont les nucléons. Les électrons, contrairement aux neutrons, ne font pas partie du noyau.

3. Pour un noyau donné, que représentent le nombre de masse AA et le numéro atomique ZZ ?

AA compte les neutrons et ZZ compte les électrons.
AA compte les électrons et ZZ compte les neutrons.
AA compte tous les nucléons et ZZ compte les protons.
AA compte les protons et ZZ compte tous les nucléons.

$$A$$ compte tous les nucléons et $$Z$$ compte les protons.

Explication

Le nombre de masse AA correspond au nombre total de nucléons, tandis que le numéro atomique ZZ indique le nombre de protons. Confondre ces deux grandeurs revient à attribuer au numéro atomique le décompte de tous les nucléons.

4. Combien d’électrons possède un atome neutre dont le numéro atomique est ZZ ?

Il possède autant d’électrons que de neutrons dans son noyau.
Il possède un électron de moins que son nombre de protons.
Il possède un électron de plus que son nombre de protons.
Il possède ZZ électrons, autant que de protons.

Il possède $$Z$$ électrons, autant que de protons.

Explication

Dans un atome neutre, les charges négatives des électrons compensent les charges positives des protons ; le nombre d’électrons est donc égal à ZZ. Le nombre de neutrons n’impose pas l’équilibre de la charge électrique.

5. Qu’est-ce qui transforme un atome en ion au cours d’une transformation chimique ?

La transformation d’un neutron en électron.
La perte ou le gain d’un ou plusieurs protons.
La création d’une liaison entre plusieurs atomes.
La perte ou le gain d’un ou plusieurs électrons.

La perte ou le gain d’un ou plusieurs électrons.

Explication

Un ion résulte de la perte ou du gain d’un ou plusieurs électrons par un atome. La formation d’une liaison peut assembler des atomes en molécule, mais ne définit pas à elle seule un ion.

6. Un atome gagne un électron lors d’une transformation chimique : quel ion obtient-on ?

Un anion portant une charge positive.
Un cation portant une charge négative.
Un anion portant une charge négative.
Un cation portant une charge positive.

Un anion portant une charge négative.

Explication

Le gain d’électrons donne un excès de charge négative et forme un anion. Un cation, au contraire, se forme lorsqu’un atome perd des électrons.

7. Quelles caractéristiques définissent une molécule ?

Des atomes non reliés par des liaisons chimiques et un ensemble électriquement neutre.
Des électrons reliés entre eux et un ensemble électriquement négatif.
Des atomes reliés par des liaisons chimiques et un ensemble électriquement neutre.
Des ions reliés par des liaisons chimiques et un ensemble nécessairement positif.

Des atomes reliés par des liaisons chimiques et un ensemble électriquement neutre.

Explication

Une molécule est formée d’atomes liés par des liaisons chimiques et elle est électriquement neutre. Des atomes isolés ne satisfont pas le critère de liaison qui caractérise une molécule.

8. Un échantillon contient un seul type de molécule dans une partie et plusieurs types de molécules dans une autre : comment les classe-t-on ?

Les deux parties sont des mélanges puisqu’elles contiennent des molécules.
Les deux parties sont des corps purs puisqu’elles contiennent des molécules.
La première partie est un corps pur et la seconde un mélange.
La première partie est un mélange et la seconde un corps pur.

La première partie est un corps pur et la seconde un mélange.

Explication

Un corps pur est constitué d’un seul type de molécule, alors qu’un mélange réunit plusieurs types de molécules. La présence de molécules, à elle seule, ne suffit donc pas à classer les deux parties de la même façon.

9. Un objet est déplacé d’un lieu à un autre dans l’univers : quelle affirmation décrit sa masse ?

Elle mesure la force d’attraction, s’exprime en newtons et varie selon le lieu.
Elle mesure la quantité de matière, s’exprime en kilogrammes et reste la même.
Elle mesure la quantité de matière, s’exprime en newtons et varie selon le lieu.
Elle mesure la force d’attraction, s’exprime en kilogrammes et reste la même.

Elle mesure la quantité de matière, s’exprime en kilogrammes et reste la même.

Explication

La masse mesure la quantité de matière, s’exprime en kilogrammes et ne dépend pas du lieu dans l’univers. La force d’attraction exercée sur un corps relève du poids, et non de la définition de la masse.

10. À la surface de la Terre, quel poids correspond à une masse de 2 kg2\,\mathrm{kg} si g=9,8 N kg−1g=9{,}8\,\mathrm{N\,kg^{-1}} ?

11,8 N11{,}8\,\mathrm{N}, car il faut additionner la masse et gg.
4,9 N4{,}9\,\mathrm{N}, car il faut diviser gg par la masse.
19,6 N19{,}6\,\mathrm{N}, car le poids se calcule par P=m×gP=m\times g.
0,20 N0{,}20\,\mathrm{N}, car il faut diviser la masse par gg.

$$19{,}6\,\mathrm{N}$$, car le poids se calcule par $$P=m\times g$$.

Explication

En appliquant P=m×gP=m\times g, on obtient 2×9,8=19,6 N2\times9{,}8=19{,}6\,\mathrm{N}. Diviser gg par la masse ne correspond pas à la relation entre le poids et la masse.

11. Quelle quantité de matière correspond à un système contenant 6,02×10236{,}02\times10^{23} entités élémentaires ?

Un gramme par mole.
Un newton.
Une mole.
Un kilogramme.

Une mole.

Explication

Une mole est la quantité de matière d’un système contenant 6,02×10236{,}02\times10^{23} entités élémentaires. Le gramme par mole est une unité de masse molaire, pas une quantité de matière.

12. Que désigne la masse molaire MM d’une substance et dans quelle unité s’exprime-t-elle généralement ?

Le poids d’une mole de substance, généralement en N\mathrm{N}.
La masse d’une mole de substance, généralement en g mol−1\mathrm{g\,mol^{-1}}.
La quantité d’entités dans un kilogramme, généralement en mol\mathrm{mol}.
La masse d’une entité de substance, généralement en g mol−1\mathrm{g\,mol^{-1}}.

La masse d’une mole de substance, généralement en $$\mathrm{g\,mol^{-1}}$$.

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’une substance et s’exprime généralement en g mol−1\mathrm{g\,mol^{-1}}. La masse d’une seule entité ne définit pas la masse molaire.

13. Quelle relation permet de calculer la masse volumique d’un objet à partir de sa masse et de son volume ?

ρ=Vm\rho = \frac{V}{m}
ρ=mV\rho = \frac{m}{V}
ρ=m×V\rho = m \times V
ρ=mV2\rho = \frac{m}{V^2}

$$\rho = \frac{m}{V}$$

Explication

La masse volumique est le quotient de la masse par le volume et s’exprime en kg m−3\mathrm{kg\,m^{-3}}. Le quotient inverse donne le volume par unité de masse, et non la masse volumique.

14. Quelle valeur correspond à la masse volumique de l’eau pure ?

1 kg m−31\,\mathrm{kg\,m^{-3}}, soit 1000 g cm−31000\,\mathrm{g\,cm^{-3}}
1000 kg m−31000\,\mathrm{kg\,m^{-3}}, soit 1 g cm−31\,\mathrm{g\,cm^{-3}}
1000 kg m−31000\,\mathrm{kg\,m^{-3}}, soit 10 g cm−310\,\mathrm{g\,cm^{-3}}
100 kg m−3100\,\mathrm{kg\,m^{-3}}, soit 1 g cm−31\,\mathrm{g\,cm^{-3}}

$$1000\,\mathrm{kg\,m^{-3}}$$, soit $$1\,\mathrm{g\,cm^{-3}}$$

Explication

La masse volumique de l’eau pure vaut 1000 kg m−31000\,\mathrm{kg\,m^{-3}}, ce qui équivaut à 1 g cm−31\,\mathrm{g\,cm^{-3}}. La valeur de 100 kg m−3100\,\mathrm{kg\,m^{-3}} sous-estime sa masse volumique d’un facteur dix.

15. Quelle distinction entre masse volumique et densité est correcte ?

La masse volumique est un rapport à l’eau, tandis que la densité mesure une masse par volume.
La masse volumique possède une unité, tandis que la densité est sans unité.
La masse volumique est sans unité, tandis que la densité s’exprime en kilogrammes par mètre cube.
La masse volumique et la densité s’expriment toutes deux en kilogrammes par mètre cube.

La masse volumique possède une unité, tandis que la densité est sans unité.

Explication

La masse volumique est une grandeur exprimée avec une unité, alors que la densité est le rapport de cette masse volumique à celle de l’eau et est sans dimension. La densité n’est donc pas une masse par unité de volume.

16. À l’échelle microscopique, que traduit une augmentation de la température d’un corps ?

Une quantité de chaleur qui devient elle-même la température du corps.
Une agitation thermique plus importante des atomes et des molécules, avec des déplacements et des chocs accrus.
Une diminution des déplacements moléculaires accompagnée de chocs plus faibles.
Une augmentation de la masse des atomes et des molécules qui composent le corps.

Une agitation thermique plus importante des atomes et des molécules, avec des déplacements et des chocs accrus.

Explication

Une température plus élevée correspond à une agitation thermique accrue, donc à des déplacements et des chocs plus importants des particules. La chaleur n’est pas la température : les confondre ne décrit pas l’agitation microscopique.

17. Quelle température en degrés Celsius correspond à 300 K300\,\mathrm{K} ?

573,15 ∘C573{,}15\,^{\circ}\mathrm{C}
26,85 ∘C26{,}85\,^{\circ}\mathrm{C}
300 ∘C300\,^{\circ}\mathrm{C}
−26,85 ∘C-26{,}85\,^{\circ}\mathrm{C}

$$26{,}85\,^{\circ}\mathrm{C}$$

Explication

La conversion consiste à soustraire 273,15273{,}15 à la température en kelvins, ce qui donne 26,85 ∘C26{,}85\,^{\circ}\mathrm{C}. Ajouter cette valeur au lieu de la soustraire conduirait à 573,15 ∘C573{,}15\,^{\circ}\mathrm{C}.

18. Une force de 20 N20\,\mathrm{N} agit uniformément sur une surface de 4 m24\,\mathrm{m^2} ; quelle pression exerce-t-elle ?

5 Pa5\,\mathrm{Pa}
16 Pa16\,\mathrm{Pa}
80 Pa80\,\mathrm{Pa}
0,2 Pa0{,}2\,\mathrm{Pa}

$$5\,\mathrm{Pa}$$

Explication

La pression est le rapport de la force à la surface : p=F/S=20/4=5 Pap=F/S=20/4=5\,\mathrm{Pa}. Multiplier la force par la surface ne correspond pas à la définition de la pression.

19. Dans un fluide, quel mécanisme microscopique produit la pression exercée sur une surface ?

Le transfert de chaleur du fluide vers la surface de contact.
Les chocs des molécules du fluide contre cette surface.
L’attraction gravitationnelle des molécules vers le centre du récipient.
La diminution de volume des molécules lorsqu’elles approchent de la surface.

Les chocs des molécules du fluide contre cette surface.

Explication

La pression d’un fluide sur une surface résulte des chocs de ses molécules, et des chocs plus nombreux ou plus violents renforcent la pression. La gravité peut contribuer à la variation hydrostatique avec la profondeur, mais elle n’est pas le mécanisme microscopique décrit ici.

20. Dans un gaz, quelle évolution de pression est attendue si son volume reste constant et que sa température augmente ?

La pression devient indépendante de la température.
La pression augmente.
La pression reste constante.
La pression diminue.

La pression augmente.

Explication

À volume constant, l’augmentation de la température entraîne une hausse de la pression du gaz. La baisse de pression liée à une variation de volume concerne une autre situation : le volume doit diminuer à température constante.

21. Quelle expression donne la pression hydrostatique totale à une profondeur hh dans l’eau ?

p=patm−ρeaughp=p_{atm}-\rho_{eau}gh
p=patm+ρeaughp=p_{atm}+\rho_{eau}gh
p=patm+ρeaughp=p_{atm}+\frac{\rho_{eau}g}{h}
p=ρeaughp=\rho_{eau}gh

$$p=p_{atm}+\rho_{eau}gh$$

Explication

La pression totale dans l’eau est la somme de la pression atmosphérique et de la contribution hydrostatique ρeaugh\rho_{eau}gh. L’expression ρeaugh\rho_{eau}gh seule correspond à la contribution due à la profondeur, sans ajouter la pression atmosphérique.

22. Quelle caractéristique distingue la poussée d’Archimède du poids d’un corps immergé ?

Elle agit vers le haut, mais sa valeur dépend du poids total du corps.
Elle est verticale et dirigée vers le bas, comme le poids du corps.
Elle est verticale et dirigée vers le haut, contrairement au poids qui agit vers le bas.
Elle est horizontale et dirigée vers le centre du fluide déplacé.

Elle est verticale et dirigée vers le haut, contrairement au poids qui agit vers le bas.

Explication

La poussée d’Archimède est une force verticale ascendante exercée par le fluide, tandis que le poids est dirigé vers le bas. La confusion la plus plausible consiste à donner à la poussée le sens du poids, alors que ces forces ont des directions opposées.

23. Un objet est complètement immergé dans un liquide ; comment son volume se compare-t-il au volume de liquide déplacé ?

Le volume de liquide déplacé est égal au volume extérieur du récipient.
Le volume de liquide déplacé est inférieur au volume de l’objet immergé.
Le volume de liquide déplacé dépend de la masse de l’objet, pas de son volume.
Le volume de liquide déplacé est égal au volume de l’objet immergé.

Le volume de liquide déplacé est égal au volume de l’objet immergé.

Explication

Lorsqu’un objet est complètement immergé, il déplace un volume de fluide égal à son propre volume. La masse de l’objet peut influencer son comportement dans le fluide, mais elle ne détermine pas le volume déplacé dans cette situation.

24. Quelle expression permet de calculer l’intensité de la poussée d’Archimède exercée sur un corps plongé dans un fluide ?

π=ρfluideVcg\pi=\rho_{fluide}V_cg, où VcV_c est le volume du corps plongé.
π=ρfluideVc/g\pi=\rho_{fluide}V_c/g, où VcV_c est le volume du corps plongé.
π=ρfluidemcg\pi=\rho_{fluide}m_cg, où mcm_c est la masse du corps plongé.
π=ρcorpsVcg\pi=\rho_{corps}V_cg, où VcV_c est le volume du corps plongé.

$$\pi=\rho_{fluide}V_cg$$, où $$V_c$$ est le volume du corps plongé.

Explication

L’intensité de la poussée est le produit de la masse volumique du fluide, du volume du corps plongé et de l’accélération gravitationnelle. Employer la masse volumique du corps au lieu de celle du fluide constitue une confusion entre les propriétés du corps et celles du fluide déplacé.

25. Un objet complètement immergé dans l’eau a une densité relative à l’eau de 1,2 ; que lui arrive-t-il ?

Il flotte à la surface, car sa densité relative dépasse 1.
Il coule, car sa densité relative est supérieure à 1.
Il reste en suspension, car sa densité relative est proche de 1.
Il remonte, car sa densité relative est supérieure à celle de l’eau.

Il coule, car sa densité relative est supérieure à 1.

Explication

Un objet totalement immergé dont la densité relative à l’eau dépasse 1 coule. Le fait que cette densité soit supérieure à 1 ne le fait pas flotter à la surface : c’est le cas d’une densité inférieure à 1.

26. Quelle comparaison entre un solide et un liquide est correcte concernant leur forme et leur volume ?

Le solide et le liquide conservent leur forme propre, mais seul le liquide conserve son volume.
Le solide conserve son volume et épouse la forme du contenant, tandis que le liquide conserve sa forme et son volume.
Le solide épouse la forme du contenant et change de volume, tandis que le liquide conserve sa forme propre.
Le solide conserve sa forme et son volume, tandis que le liquide conserve son volume et épouse la forme du contenant.

Le solide conserve sa forme et son volume, tandis que le liquide conserve son volume et épouse la forme du contenant.

Explication

Un solide possède une forme et un volume propres, alors qu’un liquide garde son volume mais prend la forme de son contenant. Attribuer au liquide une forme propre confond la propriété du solide avec le comportement du liquide.

27. Quel ensemble de propriétés caractérise un gaz par rapport à un solide ou à un liquide ?

Il garde un volume propre et une forme variable, et il est incompressible comme un liquide.
Il n’a ni forme ni volume propres et il est compressible, alors que le solide et le liquide sont incompressibles.
Il n’a pas de forme propre, mais conserve un volume propre et reste incompressible.
Il garde une forme propre sans volume propre, et il est compressible comme un solide.

Il n’a ni forme ni volume propres et il est compressible, alors que le solide et le liquide sont incompressibles.

Explication

Un gaz n’a ni forme propre ni volume propre et peut être comprimé, contrairement aux solides et aux liquides décrits comme incompressibles. La proposition qui lui attribue un volume propre reprend une caractéristique du liquide.

28. Pourquoi la molécule d’eau possède-t-elle une polarité globale ?

Ses liaisons O–H sont apolaires, mais sa forme coudée crée des charges partielles séparées.
Ses liaisons O–H sont polaires et sa forme coudée superpose les barycentres des charges.
Ses liaisons O–H sont polaires, mais sa forme linéaire sépare les barycentres des charges.
Ses liaisons O–H sont polaires et sa forme coudée sépare les barycentres des charges partielles.

Ses liaisons O–H sont polaires et sa forme coudée sépare les barycentres des charges partielles.

Explication

Les liaisons O–H sont polaires et la forme coudée de la molécule sépare les barycentres des charges partielles positives et négatives. Des liaisons polaires ne suffiraient pas à produire cette polarité globale si la géométrie plaçait les barycentres au même endroit.

29. Quelle description correspond à une liaison hydrogène ?

Une liaison covalente entre deux hydrogènes appartenant à la même molécule.
Une attraction entre deux atomes fortement électronégatifs au sein d’une même molécule.
Une attraction entre un hydrogène lié à un atome électronégatif et un atome fortement électronégatif d’une autre molécule.
Une répulsion entre un hydrogène lié à un atome électronégatif et une autre molécule polaire.

Une attraction entre un hydrogène lié à un atome électronégatif et un atome fortement électronégatif d’une autre molécule.

Explication

Une liaison hydrogène est une attraction intermoléculaire entre un hydrogène lié à un atome électronégatif et un atome fortement électronégatif d’une autre molécule. Une liaison covalente intramoléculaire entre deux hydrogènes ne répond pas à cette définition.

30. Que se produit-il lorsque l’eau liquide refroidit et se transforme en glace ?

L’agitation thermique augmente, les liaisons hydrogène se raidissent et les molécules s’organisent en structure rigide.
L’agitation thermique diminue, les liaisons hydrogène se raidissent et les molécules s’organisent en structure rigide.
L’agitation thermique augmente, les liaisons hydrogène s’affaiblissent et les molécules s’organisent en structure ordonnée.
L’agitation thermique diminue, les liaisons hydrogène s’affaiblissent et les molécules forment une structure diluée.

L’agitation thermique diminue, les liaisons hydrogène se raidissent et les molécules s’organisent en structure rigide.

Explication

En refroidissant, l’eau perd de l’agitation thermique ; ses liaisons hydrogène se raidissent et les molécules forment la structure rigide et organisée de la glace. L’affaiblissement des liaisons et l’éloignement moléculaire décrivent plutôt l’effet du chauffage de l’eau.

31. Qu’est-ce qui caractérise un changement d’état d’une substance ?

Le mélange de deux substances qui prennent un état physique commun
La modification de la masse de la substance sous l’effet de la pression
La formation d’une nouvelle substance, quelle que soit la température
Le passage entre deux états physiques, selon les conditions de température et de pression

Le passage entre deux états physiques, selon les conditions de température et de pression

Explication

Un changement d’état correspond à une transition entre deux états physiques de la même substance, déterminée par la température et la pression. La formation d’une nouvelle substance caractérise plutôt une transformation chimique.

32. Quel nom désigne le passage direct d’un solide à un gaz ?

La vaporisation
La sublimation
La liquéfaction
La condensation

La sublimation

Explication

La sublimation est le passage de l’état solide à l’état gazeux. La vaporisation désigne le passage du liquide au gaz, tandis que les deux autres termes décrivent des transitions différentes.

33. Lorsqu’une substance fond, quelle distinction permet de reconnaître un changement d’état plutôt qu’une transformation chimique ?

Les molécules conservent leur nature chimique, sans formation de nouvelles substances
Les molécules se décomposent en atomes sous l’effet de la chaleur
La substance se combine avec l’air pour produire un nouveau composé
Les atomes se réorganisent pour former des substances de nature différente

Les molécules conservent leur nature chimique, sans formation de nouvelles substances

Explication

La fusion est une transformation physique : elle modifie l’état sans changer la nature chimique des molécules. La réorganisation des atomes qui produit de nouvelles substances relève d’une transformation chimique.

34. Que se passe-t-il à la température de la glace pure pendant qu’elle fond ?

Elle reste constante à 100 °C jusqu’à la fonte complète
Elle diminue progressivement jusqu’à ce que toute la glace soit liquide
Elle augmente progressivement de 0 °C jusqu’à la température ambiante
Elle reste constante à 0 °C jusqu’à la fonte complète

Elle reste constante à 0 °C jusqu’à la fonte complète

Explication

La glace pure commence à fondre à 0 °C et sa température reste constante pendant la fusion, jusqu’à sa transformation complète en eau liquide. Une hausse progressive de température ne décrit pas le palier observé durant le changement d’état.

35. Une eau pure se solidifie : quel comportement de température observe-t-on pendant ce changement d’état ?

La température baisse continuellement au-dessous de 0 °C pendant la solidification
La température monte progressivement vers 0 °C pendant la solidification
La température reste constante à 0 °C pendant la solidification
La température reste constante à 100 °C pendant la solidification

La température reste constante à 0 °C pendant la solidification

Explication

La solidification de l’eau pure commence à 0 °C et la température reste constante durant le changement d’état. Une baisse continue correspondrait à un refroidissement hors du palier de solidification.

36. On refroidit un corps pur et un mélange : quelle différence peut-on observer pendant leur solidification ?

La température des deux substances reste constante pendant toute la solidification
Le corps pur change d’état à température constante, tandis que la température du mélange varie
Le mélange change d’état à température constante, tandis que celle du corps pur varie
La température des deux substances varie pendant toute la solidification

Le corps pur change d’état à température constante, tandis que la température du mélange varie

Explication

Un corps pur se solidifie à température constante, contrairement à un mélange dont la température ne reste pas constante pendant la solidification. L’affirmation qui attribue le palier au mélange inverse cette distinction.

37. Comment reconnaître l’ébullition dans un liquide ?

Le liquide passe à l’état solide en formant des cristaux dans son volume
Des gouttelettes liquides se forment à la surface d’un gaz refroidi
La vapeur se forme lentement à la surface du liquide au contact de l’air
Des bulles de vapeur se forment à l’intérieur du liquide lors du passage au gaz

Des bulles de vapeur se forment à l’intérieur du liquide lors du passage au gaz

Explication

L’ébullition est le passage du liquide au gaz accompagné de la formation de bulles de vapeur dans le liquide. La formation lente de vapeur à l’interface avec l’air caractérise l’évaporation.

38. À quelle température l’eau pure bout-elle sous une pression atmosphérique normale de 1013 hPa, et que devient sa température pendant l’ébullition ?

Elle bout à 85 °C et sa température reste constante pendant l’ébullition
Elle bout à 100 °C et sa température reste constante pendant l’ébullition
Elle bout à 100 °C et sa température augmente pendant l’ébullition
Elle bout à 0 °C et sa température reste constante pendant l’ébullition

Elle bout à 100 °C et sa température reste constante pendant l’ébullition

Explication

Sous une pression normale de 1013 hPa, l’eau pure bout à 100 °C et sa température demeure constante pendant l’ébullition. La valeur de 85 °C correspond à une pression plus faible, comme en altitude.

39. Dans un autocuiseur, où la pression est élevée, comment la température d’ébullition de l’eau évolue-t-elle ?

Elle augmente lorsque la pression est élevée
Elle diminue lorsque la pression est élevée
Elle reste indépendante de la pression exercée
Elle devient égale à la température ambiante

Elle augmente lorsque la pression est élevée

Explication

La température d’ébullition de l’eau augmente lorsque la pression est élevée, comme dans un autocuiseur. Elle diminue au contraire lorsque la pression baisse.

40. Une flaque d’eau disparaît lentement par temps doux, sans bulles, et sa surface se refroidit : quel processus explique ces observations ?

L’ébullition, qui transforme le liquide en vapeur par formation de bulles à sa surface
L’évaporation, qui transforme le liquide en vapeur à l’interface avec l’air et refroidit le liquide
La liquéfaction, qui transforme la vapeur en liquide au contact de l’air
La solidification, qui transforme le liquide en cristaux en libérant de la chaleur

L’évaporation, qui transforme le liquide en vapeur à l’interface avec l’air et refroidit le liquide

Explication

L’évaporation est une transformation lente qui se produit à l’interface avec l’air, en dessous de 100 °C, et refroidit le liquide lorsque des molécules s’échappent. L’ébullition, le distracteur le plus proche, implique la formation de bulles dans le liquide.

41. Lorsqu’une substance change d’état, quelle grandeur se conserve tandis qu’une autre peut varier ?

Son volume se conserve, tandis que sa masse peut varier.
Sa masse et son volume se conservent tous deux.
Sa masse et son volume varient tous deux.
Sa masse se conserve, tandis que son volume peut varier.

Sa masse se conserve, tandis que son volume peut varier.

Explication

Un changement d’état ne modifie pas la masse de la substance, mais son volume peut changer. L’idée que le volume se conserve et que la masse varie inverse les propriétés concernées.

42. Lors de la transformation de vapeur d’eau en liquide, que deviennent les molécules d’eau ?

Leur nombre augmente, et leur arrangement change sans variation du volume.
Leur nombre reste constant, et leur arrangement comme le volume restent inchangés.
Leur nombre reste constant, mais leur arrangement change et le volume varie.
Leur nombre diminue, tandis que leur arrangement et le volume restent constants.

Leur nombre reste constant, mais leur arrangement change et le volume varie.

Explication

Un changement d’état conserve le nombre de molécules d’eau, mais modifie leur arrangement et peut faire varier le volume. La condensation ne fait pas disparaître des molécules d’eau.

43. Comment définit-on l’atmosphère terrestre ?

Comme la couche solide externe qui recouvre la Terre.
Comme la région spatiale où se trouve le champ magnétique terrestre.
Comme l’ensemble des eaux liquides présentes à la surface terrestre.
Comme l’enveloppe gazeuse qui entoure la Terre.

Comme l’enveloppe gazeuse qui entoure la Terre.

Explication

L’atmosphère est l’enveloppe gazeuse de la Terre. Les eaux de surface et la couche solide relèvent d’autres composantes de la planète.

44. Quelle répartition décrit approximativement les principaux constituants de l’atmosphère ?

78 % de dioxygène, 21 % de diazote et 1 % d’autres gaz.
21 % de diazote, 1 % de dioxygène et 78 % d’autres gaz.
50 % de diazote, 49 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz.
78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz.

78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz.

Explication

L’atmosphère comprend environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz. L’option qui place le dioxygène à 78 % inverse les proportions des deux gaz principaux.

45. Quelle description correspond à la troposphère ?

Elle s’étend de 0 à 12 km et sa température augmente avec l’altitude, d’environ −60 °C à +20 °C.
Elle s’étend de 12 à 50 km et sa température diminue avec l’altitude, d’environ +20 °C à −60 °C.
Elle s’étend de 12 à 50 km et sa température augmente avec l’altitude jusqu’à 0 °C.
Elle s’étend de 0 à 12 km et sa température diminue avec l’altitude, d’environ +20 °C à −60 °C.

Elle s’étend de 0 à 12 km et sa température diminue avec l’altitude, d’environ +20 °C à −60 °C.

Explication

La troposphère va de la surface jusqu’à environ 12 km, et sa température baisse avec l’altitude, de quelque +20 °C à −60 °C. La hausse de température jusqu’à 0 °C caractérise plutôt la stratosphère.

46. À température constante, comment évolue le produit PVPV d’un gaz parfait si son volume change ?

Il reste constant seulement si la pression ne change pas.
Il diminue avec la pression, conformément à la relation PV=nRTPV=nRT.
Il augmente avec le volume, conformément à la relation PV=nRTPV=nRT.
Il reste constant, conformément à la relation PV=nRTPV=nRT.

Il reste constant, conformément à la relation $$PV=nRT$$.

Explication

À température constante, la loi des gaz parfaits implique que le produit PVPV demeure constant. L’augmentation de PVPV avec le volume ne tient pas compte de la variation compensatrice de pression.

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Quelle est la taille de l’ordre de grandeur d’un atome en mètres ?

10−10 m10^{-10}\,\mathrm{m}

Quelle est la taille approximative du noyau d’un atome ?

Environ 10−15 m10^{-15}\,\mathrm{m}.

Quelles particules constituent le noyau d’un atome ?

Des protons et des neutrons.

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