La physique-chimie du brevet couvre quatre thèmes du programme de cycle 4, soit quatre fiches de révision : la matière et ses transformations, le mouvement et les forces, l’énergie, les signaux. Une dizaine de formules suffisent (v = d/t, P = m × g, U = R × I, P = U × I, E = P × t, Ec = ½ m v², ρ = m/V), à condition de connaître leurs unités, sur lesquelles beaucoup de points se perdent.
Comment se passe l’épreuve de physique-chimie au brevet ?
La physique-chimie fait partie de l’épreuve de sciences, qui porte sur deux disciplines parmi trois : physique-chimie, SVT, technologie. Vous ne choisissez pas lesquelles : elles sont fixées au niveau national, et il faut donc avoir révisé les trois. Chaque partie dure une demi-heure environ et s’appuie sur des documents : un texte, un graphique, un protocole, une situation de la vie courante. On vous demande d’extraire une information, de calculer, de justifier avec le vocabulaire du cours.
Que savoir sur la matière : états, masse volumique, atomes ?
Fiche 1 – Organisation de la matière
- Trois états : solide (forme propre), liquide (volume propre, pas de forme propre), gaz (ni forme ni volume propres, compressible).
- Changements d’état : fusion (solide → liquide), solidification (liquide → solide), vaporisation (liquide → gaz), liquéfaction (gaz → liquide), sublimation (solide → gaz), condensation (gaz → solide). Au cours d’un changement d’état, la masse se conserve, le volume change. Pour un corps pur, la température reste constante pendant le changement (eau : 0 °C et 100 °C à pression normale).
- Masse volumique : ρ = m/V. Eau : 1 g/cm³ = 1 kg/L = 1 000 kg/m³. Un objet moins dense que l’eau flotte.
- Air : environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène.
- Atome : un noyau (protons chargés +, neutrons neutres) et des électrons (chargés −) autour ; électriquement neutre (autant de protons que d’électrons). Le noyau est environ 100 000 fois plus petit que l’atome.
- Ion : atome ou groupe d’atomes qui a perdu (ion positif, Na⁺, Cu²⁺) ou gagné (ion négatif, Cl⁻) des électrons.
- Molécules : H₂O (eau), CO₂ (dioxyde de carbone), O₂ (dioxygène), CH₄ (méthane), H₂ (dihydrogène).
Comment reconnaître une transformation chimique ?
Dans une transformation chimique, des espèces disparaissent (les réactifs) et d’autres apparaissent (les produits). Les atomes, eux, se conservent : c’est pourquoi une équation doit être équilibrée et pourquoi la masse totale ne change pas.
Fiche 2 – Transformations chimiques et tests
- Combustion du carbone : C + O₂ → CO₂. Du méthane : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O.
- Acide + fer : Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H₂ (dégagement de dihydrogène).
- pH : inférieur à 7, solution acide (ions H⁺ majoritaires) ; égal à 7, neutre ; supérieur à 7, basique (ions HO⁻ majoritaires). Diluer un acide rapproche son pH de 7.
| On cherche | Test | Résultat positif |
|---|---|---|
| Eau | Sulfate de cuivre anhydre | Blanc → bleu |
| Dioxyde de carbone | Eau de chaux | Elle se trouble |
| Dioxygène | Bûchette incandescente | Elle se rallume |
| Dihydrogène | Flamme | Petite détonation |
| Ion Cu²⁺ | Soude | Précipité bleu |
| Ion Fe²⁺ | Soude | Précipité vert |
| Ion Fe³⁺ | Soude | Précipité rouille |
| Ion Cl⁻ | Nitrate d’argent | Précipité blanc qui noircit à la lumière |
Mouvement, forces et poids : quelles formules retenir ?
Fiche 3 – Mouvement et interactions
- Référentiel : objet par rapport auquel on décrit le mouvement. Un passager est immobile par rapport au train, en mouvement par rapport au quai.
- Trajectoire : rectiligne, circulaire ou curviligne. Vitesse : uniforme, accélérée ou ralentie.
- Vitesse moyenne : v = d/t (m/s ou km/h). 1 m/s = 3,6 km/h.
- Force : modélise une action ; caractérisée par un point d’application, une direction, un sens et une valeur en newtons (N). Représentée par une flèche. Actions de contact ou à distance (gravitation, électrique, magnétique).
- Poids : P = m × g, avec P en N, m en kg, g en N/kg. g ≈ 9,8 N/kg sur Terre, 1,6 N/kg sur la Lune. La masse ne change pas d’un astre à l’autre, le poids si.
- Gravitation universelle : F = G × mA × mB / d², avec G = 6,67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg². La force diminue quand la distance augmente.
Énergie et électricité : que faut-il savoir ?
Fiche 4 – L’énergie et ses conversions
- Formes d’énergie : cinétique, de position, thermique, électrique, chimique, nucléaire, lumineuse (rayonnante). L’énergie se conserve : elle se convertit d’une forme à l’autre. Une lampe convertit l’énergie électrique en énergie lumineuse et thermique.
- Énergie cinétique : Ec = ½ × m × v² (J, kg, m/s). Doubler la vitesse multiplie l’énergie cinétique par 4, d’où l’allongement de la distance de freinage.
- Sources renouvelables : soleil, vent, eau, biomasse, géothermie. Non renouvelables : pétrole, gaz, charbon, uranium.
- Circuit en série : même intensité partout ; les tensions s’additionnent. En dérivation : même tension aux bornes des branches ; l’intensité du circuit principal est la somme des intensités des branches.
- Loi d’Ohm : U = R × I (V, Ω, A).
- Puissance : P = U × I (W). Énergie : E = P × t (J si W et s ; Wh si W et h). 1 kWh = 3 600 000 J.
Son et lumière : que retenir sur les signaux ?
Fiche 5 – Des signaux pour observer et communiquer
- Lumière : se propage en ligne droite, dans le vide et dans les milieux transparents ; environ 300 000 km/s (3 × 10⁸ m/s) dans le vide.
- Année-lumière : distance parcourue par la lumière en un an, environ 9,5 × 10¹² km. C’est une distance, pas une durée.
- Son : vibration qui a besoin d’un milieu matériel ; ne se propage pas dans le vide ; environ 340 m/s dans l’air, 1 500 m/s dans l’eau.
- Fréquence en hertz (Hz) : l’oreille humaine entend de 20 Hz à 20 000 Hz ; en dessous, infrasons ; au-dessus, ultrasons (échographie, sonar).
- Niveau sonore en décibels (dB) : risque pour l’audition à partir de 85 dB environ, seuil de douleur vers 120 dB.
- Distance : d = v × t. Pour un écho, le signal fait l’aller-retour : d = v × t ÷ 2.
Comment réviser ses fiches de physique-chimie avant le brevet ?
- Apprenez chaque formule dans les trois sens : v = d/t, d = v × t, t = d/v.
- Associez-lui ses unités sur la fiche, et entraînez-vous aux conversions (km/h en m/s, min en s, g en kg).
- Faites des exercices sur documents : l’épreuve teste la lecture de graphiques autant que le cours.
- Rédigez en trois temps : formule littérale, application numérique, résultat avec unité.
La SVT tombe souvent avec la physique-chimie : sa fiche de révision SVT pour le brevet suit la même logique. Pour caler ces fiches dans le calendrier, voyez comment réviser le brevet blanc, puis la fiche de révision de 3ème pour les autres matières. Toutes les épreuves sont réunies dans le dossier des fiches du brevet.
Formule, application numérique, unité : trois lignes qui transforment un calcul juste en points gagnés.
Testez-vous en physique-chimie
Un cycliste parcourt 30 km en 1 h 30. Vitesse moyenne ?
v = 30 ÷ 1,5 = 20 km/h.
Poids d’un objet de 2 kg sur la Lune (g = 1,6 N/kg) ?
P = 2 × 1,6 = 3,2 N. Sa masse reste 2 kg.
Quel test met en évidence le dioxyde de carbone ?
L’eau de chaux, qui se trouble.
Un radiateur de 2 000 W fonctionne 3 h. Énergie consommée ?
E = 2 000 × 3 = 6 000 Wh = 6 kWh.
Une solution a un pH de 3. Est-elle acide ou basique ?
Acide (pH inférieur à 7).
Dans un circuit en dérivation, que peut-on dire des tensions ?
La tension est la même aux bornes de chaque branche.
Pourquoi entend-on le tonnerre après avoir vu l’éclair ?
La lumière (300 000 km/s) va beaucoup plus vite que le son (340 m/s dans l’air).
Les cinq fiches tiennent sur deux pages A4 à imprimer.
