Physique-Chimie · 3ème · Contrôle n°1

Piles, électrolyse et énergie chimique

55 minutes noté sur 205 exercices

Un contrôle de physique-chimie de 55 minutes sur l'électrochimie : ce qu'une pile contient vraiment, les deux électrodes et l'électrolyte, la conversion d'énergie et son rendement, les deux sens à ne pas confondre dans le circuit, et ce qui se passe quand une pile est usée. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.

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Avant de commencer

  • Une pile ne contient pas d’électricité, mais une transformation qui n’a pas encore eu lieu.
  • Deux électrodes du même métal ne produisent aucune tension.
  • Une pile convertit de l’énergie chimique en énergie électrique, et une partie part en chaleur.
  • Les électrons vont de la borne négative vers la positive dans le circuit extérieur.
  • Le courant, lui, est conventionnellement orienté en sens inverse.
  • Une pile usée n’est pas vide : l’un de ses réactifs est épuisé.

Exercice 1 — Ce qu'il y a dans une pile

4 pts · 10 min

Décrire la constitution d'une pile

Réponds à chaque question.

  1. 1.De quoi une pile est-elle constituée ?

    1 pt
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    De deux électrodes plongées dans un électrolyte.

    L’électrolyte est une solution qui conduit le courant.

  2. 2.Pourquoi cette solution conduit-elle le courant ?

    1 pt
    Voir la correction

    Parce qu’elle contient des ions.

    Ce sont eux qui transportent les charges dans le liquide.

  3. 3.Quelle condition les deux électrodes doivent-elles remplir ?

    1 pt
    Voir la correction

    Être de nature différente.

    Deux lames du même métal ne produisent aucune tension.

  4. 4.Qu’est-ce qui crée la tension de la pile ?

    1 pt
    Voir la correction

    La différence entre les deux électrodes.

    Sans cette différence, il n’y a rien à convertir.

Exercice 2 — Une conversion d'énergie

4 pts · 11 min

Décrire la conversion d'énergie dans une pile

Réponds à chaque question.

  1. 1.Quelle forme d’énergie une pile contient-elle au départ ?

    1 pt
    Voir la correction

    De l’énergie chimique.

    Elle est stockée dans les réactifs, non sous forme électrique.

  2. 2.En quoi la convertit-elle ?

    1 pt
    Voir la correction

    En énergie électrique.

    C’est cette énergie qui est transmise au circuit.

  3. 3.Quelle forme d’énergie part toujours en plus ?

    1 pt
    Voir la correction

    L’énergie thermique.

    C’est pourquoi une pile qui débite chauffe.

  4. 4.Pourquoi le rendement n’atteint-il jamais cent pour cent ?

    1 pt
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    Parce qu’une partie de l’énergie est toujours perdue en chaleur.

    Aucun convertisseur réel n’y échappe.

Exercice 3 — Deux sens à ne pas confondre

5 pts · 14 min

Distinguer sens du courant et sens des électrons

Réponds à chaque question.

  1. 1.Comment nomme-t-on l’électrode qui libère les électrons ?

    1 pt
    Voir la correction

    La borne négative.

    « Négatif » ne signifie pas « moins important ».

  2. 2.Et celle qui les reçoit ?

    1 pt
    Voir la correction

    La borne positive.

    Les deux se distinguent par ce qu’elles font des électrons.

  3. 3.Dans quel sens les électrons circulent-ils dans le circuit extérieur ?

    1 pt
    Voir la correction

    De la borne négative vers la borne positive.

    C’est le déplacement réel des charges dans les fils.

  4. 4.Dans quel sens le courant est-il conventionnellement orienté ?

    1 pt
    Voir la correction

    De la borne positive vers la borne négative.

    La convention a été fixée avant la découverte de l’électron.

  5. 5.Les deux affirmations peuvent-elles figurer dans la même phrase ?

    1 pt
    Voir la correction

    Non : elles sont vraies séparément et incompatibles ensemble.

    On pose deux flèches de couleurs différentes pour ne pas les mêler.

Exercice 4 — Une pile usée

4 pts · 11 min

Expliquer l'usure d'une pile

Réponds à chaque question.

  1. 1.Que signifie qu’une pile est usée ?

    1 pt
    Voir la correction

    L’un de ses réactifs est épuisé.

    Rien ne s’est vidé : la transformation ne peut plus se poursuivre.

  2. 2.Une pile usagée pèse-t-elle moins lourd qu’une neuve ?

    1 pt
    Voir la correction

    Non : presque exactement le même poids.

    Les réactifs se sont transformés, ils n’ont pas quitté la pile.

  3. 3.Pourquoi une pile s’use-t-elle, comme le bois d’un feu ?

    1 pt
    Voir la correction

    Parce que ses réactifs se consomment.

    Le circuit autorise la transformation, qui finit par s’achever.

  4. 4.Peut-on « remplir » une pile ?

    1 pt
    Voir la correction

    Non : on peut au mieux refaire la transformation en sens inverse.

    Encore faut-il que la pile le permette.

Exercice 5 — Trouve l'erreur

3 pts · 9 min

Repérer une erreur et la corriger

Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.

  1. 1.« Le courant sort de la borne négative, puisque c’est de là que partent les électrons. »

    1 pt
    Voir la correction

    Le courant est orienté de la borne positive vers la négative.

    Les électrons partent bien du négatif, mais la convention est inverse.

  2. 2.« Une pile contient de l’électricité en réserve. »

    1 pt
    Voir la correction

    Elle contient une transformation chimique qui n’a pas encore eu lieu.

    C’est le circuit qui autorise cette transformation à se produire.

  3. 3.« Ma pile est vide, elle a perdu tout ce qu’elle contenait. »

    1 pt
    Voir la correction

    Elle n’a rien perdu : l’un de ses réactifs est épuisé.

    Son poids est resté pratiquement le même.

Barème — ce que le correcteur regarde

Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.

Ex.1La composition d’une pile décrite

4 points — 1 par question

Point perdu si : Deux électrodes identiques présentées comme suffisantes.

Ex.2La conversion d’énergie nommée dans le bon sens

4 points — 1 par question

Point perdu si : Un rendement annoncé total, sans perte thermique.

Ex.3Les deux sens tenus séparés

5 points — 1 par question

Point perdu si : Le courant décrit comme sortant de la borne négative.

Ex.4L’usure expliquée par la chimie

4 points — 1 par question

Point perdu si : Une pile usée décrite comme vidée de son contenu.

Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée

3 points — 1 par ligne

Point perdu si : Les deux sens mêlés dans la même phrase.

Et maintenant ?

16 à 20
Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à poser deux flèches de couleurs différentes sur chaque schéma : une pour le courant, une pour les électrons. Elles doivent être opposées.
10 à 15
Refais l'exercice 3 en écrivant les deux phrases séparément, jamais dans la même. Chacune est vraie seule, et fausse mêlée à l'autre.
moins de 10
Reprends la fiche de cours et retiens la phrase qui ouvre le chapitre : une pile contient une transformation chimique qui n'a pas encore eu lieu.

Refaire avec d'autres phrases

Mêmes notions, mêmes exigences, énoncés différents. À passer quelques jours plus tard, une fois celui-ci corrigé.

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