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A1. États de la matière |
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Notions et contenus |
Capacités exigibles |
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Les trois états de la matière. |
Décrire les états solide, liquide, gaz par une approche microscopique. |
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Domaines d'existence et d'équilibre d'une phase dans le plan (T,P). |
Définir les changements d'état des corps pur : fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation. Utiliser et interpréter le diagramme d'états de l'eau dans le plan (T,P). |
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Le modèle du gaz parfait. |
Décrire le modèle du gaz parfait. Exploiter l'équation d'état des gaz parfaits dans le cas d'un seul gaz et dans le cas d'un mélange idéal de gaz parfaits. |
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A2. Premier principe de la thermodynamique |
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Notions et contenus |
Capacités exigibles |
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Énergie interne d'un système. |
Citer les différentes contributions microscopiques à l'énergie interne d'un système. Interpréter la température comme une mesure de l'agitation des particules. Interpréter la pression d'un gaz comme résultant des chocs élastiques des particules sur les parois. |
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Vocabulaire et définitions : système, état d'équilibre, variables d'état, divers types de transformations, grandeurs intensives, grandeurs extensives, fonction d'état. |
Reconnaître le caractère intensif ou extensif d'une grandeur. |
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Premier principe de la thermodynamique. |
Exploiter le bilan énergétique |
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Transferts thermiques. |
Identifier les différents types de transferts thermiques : par conduction/diffusion, par convection, par rayonnement. |
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Travail des forces de pression. |
Calculer le travail des forces de pression uniformes exercées sur un système de volume variable. |
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Cas des phases condensées solide et liquide. |
Établir un bilan d'énergie lors d'un transfert thermique entre deux systèmes en phases condensées. |
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Capacité thermique. |
Mettre en place un protocole expérimental de mesure de la capacité thermique d'un solide |
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Fonction enthalpie : définition, intérêt. Capacité thermique à pression constante. |
Effectuer un bilan énergétique sur une transformation monobare. |
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Enthalpie de changement d'état (chaleur latente de changement d'état). |
Établir un bilan d'énergie pour déterminer une température d'équilibre lors d'un changement d'état. Mettre en œuvre un protocole expérimental permettant de mesurer une enthalpie de changement d'état de l'eau. |
Lien avec les compétences métiers : cette partie participe à la mise en œuvre de la fonction 2 « Bioexpertise au service de l'organisme ». Elle contribue au renforcement du bloc de compétences BC2. Elle apporte les savoirs fondamentaux nécessaires à une bonne « Identification des éléments d'entrée et de sortie », à la compréhension des « Procédés de transformation ou fabrication » et des techniques de « Stabilisation et conservation des éléments biologiques d'entrée et de sortie ».
La partie « Thermodynamique » contribue aussi à l'acquisition des savoirs fondamentaux nécessaires à une mise en œuvre raisonnée des « Pratiques opérationnelles de la qualité ». Elle renforce l'appropriation des compétences du bloc BC3 et, en particulier, des savoirs associés en « Bioproduction ».