L’entraînement régulier avec les exercices noyaux, masse et énergie 2ème bac est le meilleur moyen d’obtenir une note complète à l’examen national. Cette sélection d’exercices au format PDF est destinée aux élèves de 2bac sciences physique, 2bac sciences maths et 2bac svt. Elle a été construite pour vous habituer à la manipulation de la relation d’Einstein (E = mc²), au calcul du défaut de masse, ainsi qu’aux bilans énergétiques des réactions de fission et de fusion.
Noyaux, masse et énergie – Activités 1.pdf
Noyaux, masse et énergie – Exercices non corrigés 1.pdf
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1. L’équation d’Einstein et le problème des unités
La première difficulté rencontrée par les élèves lors de la résolution des exercices noyaux, masse et énergie 2ème bac est la conversion des unités. Le calcul de E = Δm.c² nécessite une très grande vigilance :
- Si la masse est donnée en kilogrammes (kg), le résultat de l’énergie sera obligatoirement en Joules (J).
- Si la masse est donnée en unités de masse atomique (u), il est beaucoup plus simple d’utiliser la relation de conversion directe fournie dans les données de l’exercice : 1 u = 931,5 MeV/c².
L’utilisation judicieuse de cette conversion (ΔE = Δm × 931,5) permet d’obtenir directement un résultat en Mégaélectronvolts (MeV), ce qui gagne un temps précieux lors de l’examen de 2bac sciences physique.
2. L’énergie de liaison et la stabilité du noyau
Une question classique consiste à comparer la stabilité de deux ou plusieurs noyaux. Pour ce faire, il ne faut jamais se fier à l’énergie de liaison totale (El) seule. Vous devez obligatoirement calculer l’énergie de liaison par nucléon (El / A).
La règle est simple : le noyau qui possède la plus grande énergie de liaison par nucléon est le noyau le plus stable. Cette analyse fait souvent appel à la lecture d’un extrait de la courbe d’Aston, qui figure fréquemment dans les sujets de 2bac svt.
3. Bilan énergétique (ΔE) et énergie libérée (Elib)
Les exercices abordent ensuite les réactions nucléaires provoquées (comme la fission de l’uranium dans les centrales nucléaires ou la fusion dans le soleil). On vous demandera de réaliser un bilan d’énergie de la réaction.
L’énergie de réaction s’écrit toujours : ΔE = (Masse des produits – Masse des réactifs) × c². Dans le cas d’une réaction productrice d’énergie, ce ΔE est toujours négatif.
Cependant, l’énoncé vous demandera très souvent de calculer l’énergie libérée (Elib). L’énergie libérée correspond à la valeur absolue du bilan énergétique : Elib = |ΔE|. Elle s’exprime par un nombre strictement positif. Prenez grand soin de lire si la question demande la variation d’énergie (ΔE) ou l’énergie libérée (Elib).
Une bonne façon de réviser est de réaliser ces séries en veillant à l’exactitude des calculs (utiliser au moins 4 à 5 chiffres significatifs pour les masses) et à la vérification systématique des unités de vos résultats.
