Cours de Terminale spé

Acide et base selon Brønsted, couple acide-base, espèce amphotère, structure des acides carboxyliques et des amines, équation d'une réaction acide-base.

pH et relation pH = -log([H₃O⁺]/c°), loi de Beer-Lambert, loi de Kohlrausch, équation d'état du gaz parfait, spectroscopie IR et UV-visible, déterminer une concentration ou une quantité de matière sans réaction.

Titre massique, densité, préparation d'une solution, principe d'un titrage, équivalence, titrage avec suivi pH-métrique et conductimétrique, déterminer une concentration en provoquant une réaction chimique contrôlée.

Facteurs cinétiques (température, concentration), catalyse, vitesse volumique de disparition et d'apparition, temps de demi-réaction, loi de vitesse d'ordre 1, mécanisme réactionnel, formalisme de la flèche courbe.

Stabilité et instabilité des noyaux, diagramme (N, Z), radioactivité α, β⁻, β⁺ et γ, lois de conservation de Soddy, loi de décroissance radioactive, constante radioactive, temps de demi-vie, activité, datation, applications médicales et protection contre les rayonnements.

Transformation non totale, état d'équilibre chimique, équilibre dynamique, taux d'avancement final, quotient de réaction Qr, constante d'équilibre K(T), critère d'évolution spontanée, pile électrochimique, demi-piles, pont salin, tension à vide, capacité électrique, oxydants et réducteurs usuels.

Produit ionique de l'eau Kₑ, constante d'acidité Kₐ et pKₐ, acides et bases forts/faibles, relation de Henderson, diagramme de prédominance, diagramme de distribution, indicateurs colorés, acides α-aminés et solutions tampons.

Transformation forcée, électrolyseur (anode, cathode, électrolyte), électrolyse de l'eau, charge électrique Q = I·Δt = nₑ⁻·F, constante de Faraday, bilan de matière aux électrodes, stockage et conversion d'énergie chimique, pile à combustible H₂/O₂, accumulateurs (plomb, lithium-ion), photosynthèse et respiration.

Formule topologique, familles fonctionnelles (alcool, acide carboxylique, aldéhyde, cétone, ester, amine, amide, halogénoalcane), nomenclature, squelette carboné saturé/insaturé, isomérie de constitution, polymères (motif, monomère, polyaddition, polycondensation), optimisation d'une synthèse (rendement, vitesse), grands types de réactions (substitution, addition, élimination, oxydoréduction, acide-base), protection/déprotection, chimie verte et économie d'atomes.

Vecteurs position, vitesse et accélération en cinématique vectorielle. Coordonnées cartésiennes et repère de Frenet. Mouvements rectiligne uniforme, rectiligne uniformément accéléré, circulaire uniforme et non uniforme. Exploitation d'une chronophotographie. Capacité numérique : tracé Python des vecteurs accélération.

Système mécanique et centre de masse. Référentiel galiléen et discussion qualitative. Énoncé et application de la deuxième loi de Newton (principe fondamental de la dynamique). Méthode en 5 étapes : utiliser ΣF = m·aG pour déduire le vecteur accélération à partir des forces ou la somme des forces à partir du mouvement. Cas particuliers : équilibre, mouvement rectiligne, circulaire uniforme.

Notion de champ uniforme. Mouvement d'un système dans un champ de pesanteur uniforme (chute libre, projectile parabolique) : équations horaires, équation de la trajectoire, flèche et portée. Mouvement d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme (condensateur plan, déviation, accélérateur linéaire). Aspects énergétiques : énergie mécanique, énergie potentielle, théorème de l'énergie cinétique.

Force et champ de gravitation newtoniens. Application de la deuxième loi de Newton dans le repère de Frenet à un satellite ou une planète en orbite circulaire. Vitesse orbitale et période de révolution. Trois lois de Kepler (orbites, aires, périodes) et leur application à la détermination de masses d'astres. Cas particulier du satellite géostationnaire.

Pression et statique des fluides (rappels). Origine et expression vectorielle de la poussée d'Archimède. Hypothèses du fluide parfait incompressible en régime permanent. Débit volumique et conservation. Relation de Bernoulli et effet Venturi. Applications : sous-marin, sténose artérielle, portance, poire à parfum.

Du microscopique au macroscopique : description d'un système gazeux par les grandeurs T, P, ρ. Modèle du gaz parfait (entités ponctuelles sans interaction). Équation d'état PV = nRT et ses formes dérivées (ρ = PM/RT, loi de Mariotte). Conditions de validité du modèle et écarts aux gaz réels (Van der Waals).

Énergie interne U et contributions microscopiques (Ec micro + Ep micro). Premier principe ΔU = W + Q et bilan énergétique d'un système fermé. Capacité thermique massique d'un système incompressible : ΔU = m·c·ΔT. Trois modes de transfert : conduction, convection, rayonnement. Flux thermique, résistance thermique. Loi de Newton et équation différentielle de la température. Loi de Stefan-Boltzmann et bilan thermique de la Terre (albédo, effet de serre).

Onde mécanique vs électromagnétique, longitudinale vs transversale. Période, fréquence, longueur d'onde, célérité (v = λ·f). Intensité sonore I, niveau d'intensité sonore L = 10·log(I/I₀), atténuation. Diffraction et angle caractéristique θ = λ/a. Interférences à la surface de l'eau et trous d'Young, interfrange i = λD/b. Effet Doppler acoustique et astronomique (décalage Δf).

Modèle optique de la lunette astronomique afocale. Association de deux lentilles convergentes (objectif + oculaire). Condition d'afocalité F₁' = F₂. Construction du faisceau émergent issu d'un point à l'infini. Grossissement G = θ'/θ = f₁'/f₂'. Caractéristiques d'une lunette commerciale (diamètre, focale, nombre d'ouverture). Lunette vs télescope.

Modèle particulaire de la lumière : photon, masse nulle, célérité c, énergie E = hν = hc/λ. Effet photoélectrique : éjection d'électrons par un métal éclairé, fréquence seuil νs, travail d'extraction W. Équation d'Einstein Ephoton = W + Ec. Applications : cellules photovoltaïques, rendement η, DEL (conversion inverse), spectroscopies UV-visible et IR.

Intensité d'un courant en régime variable : i = dq/dt. Le condensateur : armatures, diélectrique, capacité C en farads. Comportement capacitif et relation q = C·uC. Circuit RC série : équation différentielle RC·duC/dt + uC = E, résolution exponentielle. Temps caractéristique τ = RC, méthodes graphiques (tangente, 63 %). Capteurs capacitifs : écran tactile, MEMS, niveau de cuves.