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Défis du XXIème siècle
En quoi la science permet-elle de répondre aux défis rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développement tout en préservant la planète
?

Convertir l’énergie et économiser les ressources

Ressources énergétiques renouvelables ou non ; durées caractéristiques associées. Transport et stockage de l’énergie ; énergie électrique.
Recueillir et exploiter des informations pour identifier des problématiques :
- d'utilisation des ressources énergétiques ;
- du stockage et du transport de l’énergie.
Argumenter en utilisant le vocabulaire scientifique adéquat.

Production de l’énergie électrique ; puissance. Conversion d’énergie dans un générateur, un récepteur. Loi d’Ohm. Effet Joule. Notion de rendement de conversion.
Distinguer puissance et énergie.
Connaître et utiliser la relation liant puissance et énergie.
Connaître et comparer des ordres de grandeur de puissances.
Schématiser une chaîne énergétique pour interpréter les conversions d’énergie en termes de conservation, de dégradation.
Pratiquer une démarche expérimentale pour :
- mettre en évidence l’effet Joule ;
- exprimer la tension aux bornes d’un générateur et d’un récepteur en fonction de l’intensité du courant électrique.
Recueillir et exploiter des informations portant sur un système électrique à basse consommation.

Stockage et conversion de l’énergie chimique
.
Recueillir et exploiter des informations sur le stockage et la conversion d’énergie chimique.

Énergie libérée lors de la combustion d’un hydrocarbure ou d’un alcool.
Écrire une équation de combustion. Argumenter sur l’impact environnemental des transformations mises en jeu. Déterminer l’ordre de grandeur de la masse de CO2 produit lors du déplacement d’un véhicule.

Piles salines, piles alcalines, piles à combustible. Accumulateurs. Polarité des électrodes, réactions aux électrodes. Oxydant, réducteur, couple oxydant/réducteur, réaction d’oxydo-réduction. Modèle par transfert d’électrons.
Pratiquer une démarche expérimentale pour réaliser une pile et modéliser son fonctionnement. Relier la polarité de la pile aux réactions mises en jeu aux électrodes.
Recueillir et exploiter des informations sur les piles ou les accumulateurs dans la perspective du défi énergétique.
Reconnaître l’oxydant et le réducteur dans un couple.
Écrire l’équation d’une réaction

Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux

Nanochimie.
Recueillir et exploiter des informations sur un aspect de la nanochimie (nanotubes de carbone, nanomédicaments, nanoparticules métalliques, etc.).

Synthèse ou hémisynthèse de molécules complexes, biologiquement actives.
Recueillir et exploiter des informations sur une synthèse d’une molécule biologiquement active en identifiant les groupes caractéristiques.

Alcools, aldéhydes, cétones : nomenclature, oxydations. Acides carboxyliques : nomenclature, caractère acide, solubilité et pH. Obtention d’un acide carboxylique ou d’une cétone ; rendement d’une synthèse.
Nommer des alcools, aldéhydes, cétones et acides carboxyliques.
Reconnaître la classe d’un alcool.
Écrire l’équation de la réaction d’oxydation d’un alcool et d’un aldéhyde.
Pratiquer une démarche expérimentale pour :
- extraire un acide carboxylique d’un mélange ;
- oxyder un alcool ou un aldéhyde ;
- mettre en évidence par des tests caractéristiques ou une CCM un ou des produits issus de l’oxydation d’un alcool ;
- déterminer la valeur du rendement d’une synthèse.
Réaliser une extraction par solvant, un chauffage à reflux, une filtration sous vide, une CCM, une distillation en justifiant du choix du matériel à utiliser.
Argumenter à propos d’une synthèse en utilisant des données physico-chimiques et de sécurité.

Synthèses et propriétés de matériaux amorphes (verres), de matériaux organisés (solides cristallins, céramiques) et de matières plastiques.
Recueillir et exploiter des informations pour relier les propriétés physiques d’un matériau à sa structure microscopique.

Créer et innover

Culture scientifique et technique ; relation science-société. Métiers de l’activité scientifique (partenariat avec une institution de recherche, une entreprise, etc.).
Réinvestir la démarche scientifique sur des projets de classe ou de groupes.
Comprendre les interactions entre la science et la société sur quelques exemples.
Communiquer sur la science par exemple en participant à des actions de promotion de la culture scientifique et technique.
Recueillir et exploiter des informations sur l’actualité scientifique et technologique, sur des métiers ou des formations scientifiques et techniques en lien avec des ressources locales.

Date de création : 01/08/2011 18:43
Dernière modification : 02/08/2011 09:46
Catégorie : Première S - Défis du XXIe Siècle
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