Programme physique Chimie - Premières Bac Pro

Le groupement 1 rassemble les spécialités de baccalauréat professionnel mobilisant des compétences professionnelles qui nécessitent de solides connaissances dans le domaine de la mécanique. Il réunit notamment les spécialités du secteur de l’aéronautique, de la maintenance, de la réalisation de produits mécaniques, de la transition énergétique.

Les enseignements de physique-chimie prévus pour ce groupement s’inscrivent dans une logique de complémentarité avec les enseignements professionnels et mettent l’accent sur le domaine « mécanique ».

La formation permet d’aborder les différents domaines du programme de manière cohérente et progressive, et ainsi d’enrichir les compétences métiers. Le programme vise également à développer la culture scientifique des élèves. Certains thèmes, plus particulièrement dans le domaine de la mécanique, pourront être approfondis dans le cadre du module de poursuite d’études en terminale.

Électricité : Comment obtenir et utiliser efficacement l’énergie électrique ?

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Distinguer énergie et puissance électrique

Capacités

Connaissances

Mesurer la puissance électrique reçue et l’énergie électrique reçue pendant une durée donnée par un appareil utilisé en régime continu.
Calculer la puissance électrique reçue et l’énergie électrique reçue pendant une durée donnée par un appareil utilisé en régime continu.
Établir expérimentalement la relation entre la puissance électrique reçue, la valeur de la tension et celle de l’intensité en régime continu.

Connaître la relation entre l’énergie électrique reçue, la puissance et la durée (E = P.t).
Connaître la relation entre la puissance électrique, la tension et l’intensité en régime continu (P = U.I).
Savoir que le joule est l’unité d’énergie du système international et connaître d’autres unités, dont le kilowattheure (kWh).

hibou cours enormisez TP puissance et énergie électrique – Première BAC PRO

hibou cours enormisez Cours puissance et énergie électrique – Première BAC PRO

hibou cours enormisez Exercices puissance et énergie électrique – Première BAC PRO

Transporter l’énergie sous forme électrique

Capacités

Connaissances

Représenter le schéma simplifié d’un réseau de distribution d’énergie électrique à l’échelle d’un pays et d’une installation domestique.
Justifier l’intérêt du transport d’énergie électrique à grande distance sous haute tension.
Mettre en évidence expérimentalement le rôle d’abaisseur ou d’élévateur de tension d’un transformateur.

Connaître la relation reliant puissance électrique dissipée par effet Joule, résistance et valeur efficace de l’intensité ou de la tension.
Savoir que l’effet Joule est responsable des pertes en ligne dans le transport et la distribution de l’électricité.
Connaître le rôle des transformateurs dans les réseaux de distribution d’énergie électrique ou dans les appareils électriques d’utilisation courante.

Liens avec les mathématiques

− Exploitation de représentations graphiques.

− Utilisation et transformation de formules.

− Résolution d’une équation du premier degré.

− Identification d’une situation de proportionnalité.

Thermique : Comment utiliser et contrôler les transferts thermiques ?

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Comprendre les avantages et les inconvénients de la combustion du carbone et des hydrocarbures

Capacités	Connaissances
Réaliser expérimentalement une réaction de combustion de charbon ou d’un hydrocarbure et identifier les produits de la combustion. Calculer l’énergie libérée sous forme d’énergie thermique par la combustion d’une masse donnée d’hydrocarbure à partir de données fournies. Écrire et ajuster l’équation de la réaction modélisant la combustion d’un hydrocarbure.	Connaître les produits de la combustion complète ou incomplète d’un hydrocarbure dans l’air. Connaître la dangerosité des composés produits lors d’une combustion incomplète. Savoir que la combustion d’un hydrocarbure ou du charbon libère de l’énergie thermique. Savoir que l’énergie utilisée aujourd’hui est très majoritairement obtenue à l’aide de combustions de ce type.
Déterminer la masse de dioxyde de carbone (CO₂) dégagée par la combustion complète d’une masse donnée d’un hydrocarbure à partir de données fournies.	Savoir que le dioxyde de carbone est un des principaux gaz à effet de serre et que l’augmentation de sa concentration dans l’atmosphère accentue le réchauffement climatique. Savoir que les moteurs thermiques convertissent l’énergie libérée par la combustion en énergie mécanique.

hibou cours enormisez Combustion des Hydrocarbures – Cours et exercices – Première BAC PRO

hibou cours enormisez T.P combustion hydrocarbures – Thermique – Première BAC PRO

Distinguer les trois modes de transfert thermique

Capacités	Connaissances
Mettre en évidence expérimentalement les trois modes de transfert thermique. Décrire qualitativement les trois modes de transfert thermique en citant des exemples. Comparer expérimentalement de façon qualitative les propriétés de plusieurs matériaux vis-à-vis de la conduction thermique.	Savoir qu’un transfert thermique se fait spontanément du corps le plus chaud vers le corps le plus froid. Connaître les trois modes de transfert thermique et leurs caractéristiques principales. Connaître des exemples de matériaux bons conducteurs thermiques et de matériaux isolants thermiques.

Liens avec les mathématiques

− Utilisation et transformation de formules.

− Résolution d’une équation du premier degré.

− Identification d’une situation de proportionnalité.

Mécanique : Comment contrôler le mouvement et l’équilibre de divers systèmes ?

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Caractériser l’accélération et la vitesse d’un objet se déplaçant en ligne droite

Capacités	Connaissances
Mesurer des vitesses et des accélérations dans le cas d’un mouvement rectiligne. Identifier la nature d’un mouvement à partir du graphe des vitesses.	Connaître la relation entre la variation de vitesse, l’accélération et la durée pour une accélération de valeur constante, dans le cas d’un mouvement rectiligne. Connaître des ordres de grandeur courants de vitesses et d’accélérations dans un référentiel terrestre.

hibou cours enormisez Cours vitesse et accélération – Mécanique – Première BAC PRO

hibou cours enormisez T.P vitesse et accélération – Mécanique – Première BAC PRO

Obtenir l’équilibre d’un solide en rotation autour d’un axe fixe

Capacités

Connaissances

Étudier expérimentalement l’effet d’une force sur la rotation d’un objet simple autour d’un axe fixe.
Calculer et utiliser la relation du moment d’une force par rapport à un axe. Faire l’inventaire des moments qui s’exercent sur un système.
Étudier expérimentalement les conditions d’équilibre d’un solide en rotation autour d’un axe fixe soumis à trois forces maximum.
Déterminer expérimentalement le centre de gravité d’un solide soumis à son poids à partir de ses positions d’équilibre en rotation autour de plusieurs axes différents.
Étudier expérimentalement le basculement d’un solide posé sur un plan.

Connaître la définition géométrique du bras de levier d’une force.
Connaître l’expression du moment d’une force par rapport à un axe donné, le bras de levier étant donné.
Savoir que, pour un solide mobile autour d’un axe fixe, la somme des moments des forces appliquées au solide est nulle à l’équilibre.
Savoir que la droite d’action du poids passe par le centre de gravité du corps.
Savoir qu’un objet posé sur un plan ne peut être en équilibre que si la verticale passant par son centre de gravité coupe la base de sustentation.

Distinguer pression et force pressante

Capacités

Connaissances

Mesurer la pression en un point d’un fluide.
Calculer une pression et la convertir dans une unité adaptée à la situation.
Vérifier expérimentalement la loi de Boyle-Mariotte.

Connaître les définitions de la pression, de la surface pressée et de la force pressante.
Savoir que la pression se mesure à l’aide d’un manomètre.
Connaître l’unité de la pression dans le système international et d’autres unités utilisées couramment.
Connaître la relation entre pression, surface pressée et force pressante (P = F/S).
Connaître l’ordre de grandeur de la pression atmosphérique.
Pour un gaz considéré comme parfait, connaître la relation entre la pression, le volume, la quantité de matière et la température : loi de Boyle-Mariotte.

hibou cours enormisez Pression et force pressante – Cours et exercices – Mécanique – Première BAC PRO

hibou cours enormisez T.P pression et force pressante – Mécanique – Première BAC PRO

Exploiter la force d’Archimède

Capacités

Connaissances

Déterminer expérimentalement la valeur de la force d’Archimède.
Déterminer expérimentalement les paramètres influant sur la valeur de la force d’Archimède (masse volumique du fluide, volume immergé).

Savoir que la résultante des forces de pression sur un objet placé dans un fluide à l’équilibre est nommée force d’Archimède.
Connaître les caractéristiques de la force d’Archimède et les facteurs qui influencent sa valeur.
Savoir qu’un corps est en équilibre dans un fluide lorsque la force d’Archimède équilibre son poids.
Savoir qu’un corps solide peut flotter à la surface d’un liquide quand sa masse volumique est inférieure à celle du liquide.

hibou cours enormisez T.P poussée d’Archimède – Mécanique – Première BAC PRO

Liens avec les mathématiques

− Exploitation de représentations graphiques.

− Utilisation et transformation de formules.

− Résolution d’une équation du premier degré.

− Identification d’une situation de proportionnalité.

Chimie : Comment analyser, transformer ou exploiter les matériaux dans le respect de l’environnement ?

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Caractériser quantitativement une solution aqueuse

Capacités	Connaissances
Réaliser une solution de concentration en quantité de matière donnée par dilution ou dissolution. Calculer une masse molaire moléculaire à partir des masses molaires atomiques et de la formule chimique de la molécule. Calculer la concentration en masse d’un soluté à partir de sa concentration en quantité de matière et de sa masse molaire moléculaire.	Connaître les définitions d’une solution, d’un solvant, d’un soluté. Connaître les relations entre la masse molaire, la masse d’un échantillon et la quantité de matière (n = m/M). Connaître la relation entre la concentration en quantité de matière de soluté, la quantité de matière et le volume de la solution (C = n/V). Connaître la définition de la concentration en masse d’un soluté dans une solution.
Déterminer une quantité de matière présente en solution par une méthode de titrage basée sur le repérage d’une équivalence, à l’aide de relations fournies.	Savoir que le point d’équivalence d’un titrage peut se repérer par un changement de couleur de la solution dû à la présence d’un indicateur coloré ou par étude de la pente d’une courbe de titrage.

Liens avec les mathématiques

− Résolution d’une équation du premier degré.

− Exploitation de représentations graphiques.

Signaux : Comment transmettre l’information ?

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Caractériser une onde électromagnétique

Capacités

Connaissances

Identifier le domaine spectral d’un rayonnement électromagnétique à partir de sa longueur d’onde dans le vide.
Identifier des sources et détecteurs d’ondes électromagnétiques dans les objets de la vie courante.

Connaître la relation entre longueur d’onde dans le vide, vitesse de la lumière dans le vide et fréquence (λ = c/f).
Connaître les différents domaines du spectre électromagnétique : rayonnements gamma, X, UV, visible, IR, micro-ondes, ondes hertziennes (valeurs des intervalles de longueurs d’onde non exigibles sauf dans le cas du domaine visible).
Connaître les domaines de longueur d’onde des ondes électromagnétiques utilisées dans la vie courante (réseau wifi, réseau de téléphone cellulaire, RFID…).
Connaître le domaine de longueurs d’onde perceptibles par l’œil humain. Savoir qu’une onde électromagnétique permet de transmettre des informations.

Liens avec les mathématiques

− Utilisation et transformation de formules.

Exemples d’activités en relation avec l’éducation au développement durable et au changement climatique

Dans le cadre du programme de physique-chimie de la classe de première du groupement de spécialités 1, les activités suivantes permettent d’aborder les problématiques du développement durable et de la transition climatique. Cette liste, fournie à titre indicatif, n’est pas limitative.

− Réaliser des activités documentaires sur les ressources primaires d’énergies renouvelables.

− Analyser différentes chaînes de production d’énergie électrique au regard de leur émission de gaz à effet de serre.

− Analyser la consommation énergétique d’appareils de la vie courante et identifier des usages éco-responsables.

− Étudier expérimentalement des modèles de systèmes permettant d’obtenir de l’énergie électrique sans émission de CO₂dans l’étape de transformation énergétique (éolienne, panneau solaire photovoltaïque).

− Calculer la masse de CO₂rejetée par différents modes de transport pour déplacer un système donné le long d’un trajet donné.

− Choisir de manière raisonnée les techniques de dosage en fonction des espèces à analyser et de la précision recherchée, en limitant la production de déchets. − Interpréter les indicateurs présents sur les emballages de diverses lampes pour choisir la mieux adaptée à un éclairage performant, résistant et durable.