La chimie
La chimie est la science qui a pour objet l'étude des substances, de leurs propriétés et des transformations qu'elles peuvent subir. Les substances qui nous entourent sont, le plus souvent, constituées de mélanges et d'associations de corps simples : que ce soient des matériaux de construction, les objets que nous utilisons, les carburants qui nous fournissent l'énergie, les aliments qui nous sustentent, les engrais, les médicaments et même les matériaux dont est fait notre corps.
La chimie est omniprésente dans notre vie de tous les jours.
Sur un plan purement médical, la chimie a permis de comprendre le monde des substances qui nous composent. Tous les phénomènes de la vie s'expliquent de plus en plus sur base des mécanismes chimiques qui les conditionnent.
La chimie a été divisée en plusieurs domaines même si les phénomènes étudiés relèvent tous des mêmes lois :
- La chimie générale et physique ;
- La chimie minérale ;
- La chimie organique ;
- La biochimie qui étudie plus précisément les substances et les réactions qui se déroulent dans les espèces vivantes.
Les mesures
Comme toute science, la chimie doit mesurer les phénomènes qui font l'objet de ses observations. Il existe toujours une limite à la qualité des mesures : cette limite est déterminée par la précision et l'exactitude des instruments de mesure. On doit donc se convaincre que l'expression d'un résultat doit ménager une réflexion sur la marge d'erreur qu'il entraîne.
Les unités de mesure
La mesure de toute grandeur s'effectue toujours en relation avec un étalon. Dans un soucis de rationalisation, un système unique d'unités a été adopté : il s'agit du SYSTÈME INTERNATIONAL (SI) qui a pour unités de base : le mètre (m), le kilogramme (kg), la seconde (s), la mole (mol), le joule, l'ampère (A), le kelvin (K). Sur ces grandeurs-étalons s'élaborent toutes les autres unités : une vitesse s'exprime en mètres par seconde (m/s), une concentration en moles par litre (mole/L) une force en Newton soit kg.m/s², une pression en N/m² ...
Conventions d'écriture :
* m / s = m.s⁻¹ mole / L = mol.L⁻¹ kg / m⁻³
* On veillera à exprimer les nombres très grands ou très petits par une mantisse que multiplie le nombre dix affecté de l'exposant adéquat.
Exemples : 947.310.000 = 9,4731 x 10⁸
0,000001083 = 1,083 x 10⁻⁶
* Le nombre 10 affecté d'un exposant (positif ou négatif), multiple de trois est souvent remplacé par un préfixe.
Exemple : 2.000 grammes = 2.10³ g = 2 kg
Ces préfixes sont les suivants :
La chimie est omniprésente dans notre vie de tous les jours.
Sur un plan purement médical, la chimie a permis de comprendre le monde des substances qui nous composent. Tous les phénomènes de la vie s'expliquent de plus en plus sur base des mécanismes chimiques qui les conditionnent.
La chimie a été divisée en plusieurs domaines même si les phénomènes étudiés relèvent tous des mêmes lois :
- La chimie générale et physique ;
- La chimie minérale ;
- La chimie organique ;
- La biochimie qui étudie plus précisément les substances et les réactions qui se déroulent dans les espèces vivantes.
Les mesures
Comme toute science, la chimie doit mesurer les phénomènes qui font l'objet de ses observations. Il existe toujours une limite à la qualité des mesures : cette limite est déterminée par la précision et l'exactitude des instruments de mesure. On doit donc se convaincre que l'expression d'un résultat doit ménager une réflexion sur la marge d'erreur qu'il entraîne.
Les unités de mesure
La mesure de toute grandeur s'effectue toujours en relation avec un étalon. Dans un soucis de rationalisation, un système unique d'unités a été adopté : il s'agit du SYSTÈME INTERNATIONAL (SI) qui a pour unités de base : le mètre (m), le kilogramme (kg), la seconde (s), la mole (mol), le joule, l'ampère (A), le kelvin (K). Sur ces grandeurs-étalons s'élaborent toutes les autres unités : une vitesse s'exprime en mètres par seconde (m/s), une concentration en moles par litre (mole/L) une force en Newton soit kg.m/s², une pression en N/m² ...
Conventions d'écriture :
* m / s = m.s⁻¹ mole / L = mol.L⁻¹ kg / m⁻³
* On veillera à exprimer les nombres très grands ou très petits par une mantisse que multiplie le nombre dix affecté de l'exposant adéquat.
Exemples : 947.310.000 = 9,4731 x 10⁸
0,000001083 = 1,083 x 10⁻⁶
* Le nombre 10 affecté d'un exposant (positif ou négatif), multiple de trois est souvent remplacé par un préfixe.
Exemple : 2.000 grammes = 2.10³ g = 2 kg
Ces préfixes sont les suivants :
Multiples
|
Sous-multiples
|
Taille de l'atome : 10⁻¹⁰
Echelle de température :
La température absolue ou zéro absolu = -273,15ºC ou 0ºK. Il s'agit de la température où tout dans l'atome est figé.
L'échelle de température graduée en Kelvin (K) se déduit de l'échelle de Celsius en ajoutant +273,15.
Exemple : température du corps humain : +/- 37ºC ou (37+273,15) = 310,15°K.
Poids et Masse
Déterminer une masse, c'est comparer sa masse avec une masse de référence.
!!! Poids = masse x accélération gravitationnelle
masse en kg et poids (force) en Newton
Masse volumique
La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'une substance par unité de volume. L'unité de mesure dans le système international est le kilogramme par mètre cube (kg / m³), mais on utilise plus couramment le g / cm³, le kg / l ou la t / m³... ou toute autre unité exprimée par le rapport d'une unité de masse et d'une unité de volume.
p (rhô) = m / v en kg / dm³ ou kg / m³ ou g / dm³ ... (L'eau pèse 1 kg dans 1 dm³)
X Attention, on considère que 1 m³ d'eau = 1t d'eau, 1 dm³ = 1L, 1 cm³ = 1ml, 1 cc = 1 ml
L'eau solide (glaçon) flotte sur de l'eau liquide. C'est le seul corps à faire ça. En effet, l'huile solidifiée coule dans sa phase liquide.
Densité
On parle souvent de la densité d'un corps qui représente le rapport entre sa masse volumique et la masse volumique de l'eau à 4°C (pas d'unité pour la densité).
Pour la plupart des substances, la masse volumique diminue lorsque la température augmente (l'eau est une exception bien connue).
Exemple = d = 1,84 correspond par convention à 1,84 kg dans 1 dm³ soit 1,840 g dans 1 cm³. Ce corps coule dans l'eau car il est supérieur à 1 kg. S'il avait été inférieur à 1 kg, il aurait flotté.
d = masse volumique d'un corps
masse volumique de l'eau (= 1kg)
Au lieu de kg/m³, on verra souvent kg/dm³
Echelle de température :
La température absolue ou zéro absolu = -273,15ºC ou 0ºK. Il s'agit de la température où tout dans l'atome est figé.
L'échelle de température graduée en Kelvin (K) se déduit de l'échelle de Celsius en ajoutant +273,15.
Exemple : température du corps humain : +/- 37ºC ou (37+273,15) = 310,15°K.
Poids et Masse
Déterminer une masse, c'est comparer sa masse avec une masse de référence.
!!! Poids = masse x accélération gravitationnelle
masse en kg et poids (force) en Newton
Masse volumique
La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'une substance par unité de volume. L'unité de mesure dans le système international est le kilogramme par mètre cube (kg / m³), mais on utilise plus couramment le g / cm³, le kg / l ou la t / m³... ou toute autre unité exprimée par le rapport d'une unité de masse et d'une unité de volume.
p (rhô) = m / v en kg / dm³ ou kg / m³ ou g / dm³ ... (L'eau pèse 1 kg dans 1 dm³)
X Attention, on considère que 1 m³ d'eau = 1t d'eau, 1 dm³ = 1L, 1 cm³ = 1ml, 1 cc = 1 ml
L'eau solide (glaçon) flotte sur de l'eau liquide. C'est le seul corps à faire ça. En effet, l'huile solidifiée coule dans sa phase liquide.
Densité
On parle souvent de la densité d'un corps qui représente le rapport entre sa masse volumique et la masse volumique de l'eau à 4°C (pas d'unité pour la densité).
Pour la plupart des substances, la masse volumique diminue lorsque la température augmente (l'eau est une exception bien connue).
Exemple = d = 1,84 correspond par convention à 1,84 kg dans 1 dm³ soit 1,840 g dans 1 cm³. Ce corps coule dans l'eau car il est supérieur à 1 kg. S'il avait été inférieur à 1 kg, il aurait flotté.
d = masse volumique d'un corps
masse volumique de l'eau (= 1kg)
Au lieu de kg/m³, on verra souvent kg/dm³
Pour améliorer ses connaissances en chimie :
Tableau périodique des éléments :
Chimie.net : une mine d'information sur la chimie
FUNDP : Préparation aux études supérieures : Fiches de révision en Chimie
Biophysique (source : http://fr.wikiversity.org/wiki/Données_de_physique_utilisées_en_biologie)
La Biologie étudie la matière vivante qui, même si elle est particulière, reste avant tout de la matière. Les lois de la matière qui sont des lois physiques, s'appliquent donc à la matière vivante.
Quelques informations sur la matière se révèlent nécessaires à l'étude du vivant et cette leçon tente de les fournir d'une façon simple et suffisante pour comprendre les mécanismes de la Vie.
Ne pas manquer d'aller dans la Faculté de Physique de la Wikiversité pour de plus amples informations.
Objectifs
Les objectifs de cette leçon sont :
présenter des phénomènes physiques intervenant en Biologie en se limitant à leur étude pratique (uniquement pour les comprendre et/ou les appliquer).
La Physique est une science qui décrit et explique des phénomènes ou des états mais surtout en les mesurant et en cherchant les expressions mathématiques qui pourront permettre de calculer moultes valeurs. Tant que les physiciens n'ont pas fourni leurs méthodes de mesures, leurs formules de calculs bien souvent complexes pour les prophanes, ils n'ont rien expliqué. En Biologie (et en Géologie), quand des données de Physique sont nécessaires, les élèves ou étudiants ont seulement à comprendre les causes et les conséquences, les facteurs intervenants et leur(s) effet(s) sur les variations et sans avoir souvent à effectuer des calculs savants.
Cette leçon ne veut apporter qu'une compréhension de données de Physique intervenant sur et dans le vivant et les physiciens ne manqueront pas de regretter son manque de rigueur (en n'allant pas au bout des choses) et surtout son nombre d'erreurs parce que leurs domaines d'études sont plus généraux que ceux du vivant. Pour rassurer les lecteurs en donnant un exemple, quand les Physiciens parlent d'une variation d'une caractéristique en fonction de la température, ils le font sur tout le domaine de température (du zéro absolu à la température du Soleil), alors que les biologistes sont dans le domaine restreint des températures permettant la Vie : ainsi pour le biologiste le méthane est toujours un gaz.
Tous les chapitres sur le liens suivants :
Quelques informations sur la matière se révèlent nécessaires à l'étude du vivant et cette leçon tente de les fournir d'une façon simple et suffisante pour comprendre les mécanismes de la Vie.
Ne pas manquer d'aller dans la Faculté de Physique de la Wikiversité pour de plus amples informations.
Objectifs
Les objectifs de cette leçon sont :
présenter des phénomènes physiques intervenant en Biologie en se limitant à leur étude pratique (uniquement pour les comprendre et/ou les appliquer).
La Physique est une science qui décrit et explique des phénomènes ou des états mais surtout en les mesurant et en cherchant les expressions mathématiques qui pourront permettre de calculer moultes valeurs. Tant que les physiciens n'ont pas fourni leurs méthodes de mesures, leurs formules de calculs bien souvent complexes pour les prophanes, ils n'ont rien expliqué. En Biologie (et en Géologie), quand des données de Physique sont nécessaires, les élèves ou étudiants ont seulement à comprendre les causes et les conséquences, les facteurs intervenants et leur(s) effet(s) sur les variations et sans avoir souvent à effectuer des calculs savants.
Cette leçon ne veut apporter qu'une compréhension de données de Physique intervenant sur et dans le vivant et les physiciens ne manqueront pas de regretter son manque de rigueur (en n'allant pas au bout des choses) et surtout son nombre d'erreurs parce que leurs domaines d'études sont plus généraux que ceux du vivant. Pour rassurer les lecteurs en donnant un exemple, quand les Physiciens parlent d'une variation d'une caractéristique en fonction de la température, ils le font sur tout le domaine de température (du zéro absolu à la température du Soleil), alors que les biologistes sont dans le domaine restreint des températures permettant la Vie : ainsi pour le biologiste le méthane est toujours un gaz.
Tous les chapitres sur le liens suivants :
Pour améliorer ses connaissances en physique quantique