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Programme de physique-chimie Terminales BAC PRO
Électricité : Comment obtenir et utiliser efficacement l’énergie électrique ?
Évaluer la puissance consommée par un appareil électrique
Obtenir un courant continu à partir d’un courant alternatif et inversement
Obtenir de l’énergie mécanique à l’aide d’un moteur électrique synchrone ou asynchrone
Thermique : Comment utiliser et contrôler les transferts thermiques ?
Utiliser le rayonnement thermique et comprendre l’origine de l’effet de serre atmosphérique
Mécanique : Comment contrôler le mouvement et l’équilibre de divers systèmes ?
Caractériser la pression dans un fluide immobile
Décrire le transport de masse et de volume par un fluide en mouvement
Prévoir une réaction d’oxydoréduction et protéger les métaux contre la corrosion
Signaux : Comment transmettre l’information ?
Caractériser la propagation d’un signal sonore
Programme spécifique au groupement de spécialités 1
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.
Électricité : Comment obtenir et utiliser efficacement l’énergie électrique ?
Évaluer la puissance consommée par un appareil électrique
| Capacités | Connaissances |
| Réaliser, en régime sinusoïdal, à l’aide d’une expérimentation assistée par ordinateur (ExAO), le produit d’une tension aux bornes d’un dipôle et de l’intensité du courant qui le traverse. Mesurer un déphasage entre la tension aux bornes d’un dipôle et l’intensité qui le traverse. Mesurer une puissance active à l’aide d’un wattmètre ou à l’aide d’un système d’acquisition associé à un capteur voltmètre et un capteur ampèremètre. | Savoir que pour un dipôle donné, l’intensité du courant et la tension sont déphasées. Savoir que le facteur de puissance est le cosinus de ce déphasage entre l’intensité et la tension. Savoir que la puissance active est la puissance moyenne consommée. Connaître la relation entre la puissance active, les valeurs efficaces de l’intensité du courant et de la tension et le facteur de puissance. |
T.P puissance en régime alternatif – Électricité – Terminale BAC PRO
Obtenir un courant continu à partir d’un courant alternatif et inversement
| Capacités | Connaissances |
| Mettre en évidence expérimentalement le rôle d’une diode et d’un pont de diodes dans un circuit. Définir les fonctions de transformation alternatif ⬄ continu. Réaliser le redressement puis le filtrage d’un courant alternatif. | Savoir que le redressement permet de passer d’un courant électrique alternatif à un courant électrique continu. Savoir que le condensateur permet de filtrer le courant redressé. Savoir qu’un onduleur permet de passer d’un courant continu à un courant alternatif. |
T.P redressement du courant – Electricité – Terminale BAC PRO
Obtenir de l’énergie mécanique à l’aide d’un moteur électrique synchrone ou asynchrone
| Capacités | Connaissances |
| Pour un moteur, mettre en évidence expérimentalement le principe de conversion d’énergie électromécanique par un bilan de puissance. Reconnaître un moteur à courant continu et un moteur asynchrone à partir de sa plaque signalétique. Pour un moteur à courant continu, vérifier expérimentalement l’influence de la valeur de la tension d’alimentation sur sa fréquence de rotation. Pour un moteur asynchrone, vérifier expérimentalement l’influence de la fréquence de la tension d’alimentation sur sa fréquence de rotation. | Savoir qu’un moteur électrique convertit l’énergie électrique en énergie mécanique (convertisseur électromécanique). Savoir qu’il existe deux catégories principales de moteurs électriques : les moteurs à courant continu et les moteurs asynchrones. |
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.
− Trigonométrie.
Thermique : Comment utiliser et contrôler les transferts thermiques ?
Utiliser le rayonnement thermique et comprendre l’origine de l’effet de serre atmosphérique
| Capacités | Connaissances |
| Montrer expérimentalement qu’un objet peut se réchauffer sous l’effet d’un rayonnement. Exploiter des images enregistrées par une caméra thermique. Illustrer expérimentalement l’absorption du rayonnement infrarouge par différents matériaux. Expliquer le principe de l’effet de serre en s’appuyant sur une ressource documentaire. | Savoir que tous les objets émettent un rayonnement thermique dont les caractéristiques (puissance, répartition spectrale) dépendent de leur température. Savoir que le rayonnement thermique n’est visible que lorsque le corps a une température très élevée (cas du soleil ou d’un filament de lampe à incandescence) et que dans les domaines de températures usuels, il appartient au domaine infrarouge (IR). Savoir que les gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère absorbent le rayonnement thermique infrarouge émis par la Terre, mais pas le rayonnement visible provenant du soleil. Savoir que l’effet de serre atmosphérique augmente l’énergie que la surface de la Terre reçoit par transfert radiatif, ce qui tend à faire augmenter sa température. Connaître les principaux gaz à effet de serre (GES) : vapeur d’eau, dioxyde de carbone, méthane et protoxyde d’azote. Savoir que l’effet de serre est amplifié par le rejet de GES, notamment de dioxyde de carbone dans l’atmosphère du fait de l’activité humaine. |
Mécanique : Comment contrôler le mouvement et l’équilibre de divers systèmes ?
Caractériser la pression dans un fluide immobile
| Capacités | Connaissances |
| Déterminer expérimentalement à l’aide d’un capteur adapté les variations de pression au sein d’un fluide à l’équilibre. Illustrer expérimentalement le principe de fonctionnement d’une presse ou d’un vérin hydraulique. Exploiter la relation de Pascal. | Connaître la relation de Pascal liant les variations de pression aux variations d’altitude dans un fluide incompressible à l’équilibre. Connaître le principe de la presse hydraulique. |
Décrire le transport de masse et de volume par un fluide en mouvement
| Capacités | Connaissances |
| Mesurer expérimentalement le débit en masse ou en volume d’un fluide en mouvement. Calculer une vitesse moyenne d’écoulement, le débit en volume étant donné. Exploiter la conservation du débit en masse pour comparer les vitesses d’écoulement d’un fluide en différents points de l’écoulement. | Connaître la définition du débit en masse ou en volume d’un fluide en mouvement. Pour un fluide en mouvement, connaître l’expression liant débit en volume (respectivement en masse), volume écoulé (respectivement masse transportée) et durée d’écoulement. Connaître la relation entre le débit en volume, la section de l’écoulement et sa vitesse moyenne. Savoir que le débit en masse d’un fluide en écoulement permanent est le même en tout point de la canalisation. |
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 ?
Prévoir une réaction d’oxydoréduction et protéger les métaux contre la corrosion
| Capacités | Connaissances |
| Classer expérimentalement des couples oxydant/réducteur. Écrire l’équation de réaction modélisant une transformation d’oxydoréduction à partir de deux demi-équations de réaction. Identifier l’oxydant et le réducteur dans une transformation d’oxydoréduction d’équation de réaction donnée. Prévoir à partir d’une classification électrochimique qualitative, le sens d’évolution spontané d’une transformation d’oxydoréduction. | Savoir qu’une réduction est un gain d’électrons et qu’une oxydation est une perte d’électrons. Savoir qu’une transformation d’oxydoréduction est une réaction dans laquelle intervient un transfert d’électrons. Savoir qu’il est possible d’établir une classification électrochimique des couples oxydant/réducteur et connaître son intérêt (prévision de réaction redox entre un oxydant et un réducteur donné, écriture de l’équation de réaction modélisant la transformation d’oxydoréduction). Savoir qu’une réaction d’oxydoréduction spontanée se produit entre l’oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort. |
| Réaliser expérimentalement et interpréter une transformation d’oxydoréduction en lien avec la corrosion d’un métal. Illustrer au moyen d’une expérience la passivation d’un métal. Mettre en évidence expérimentalement la protection d’un métal par la méthode d’anode sacrificielle. | Savoir qu’un métal peut être oxydé par le dioxygène de l’air. Savoir que la couche d’oxyde formée sur un métal peut ralentir son oxydation (phénomène de passivation). Savoir qu’un métal peut être protégé par un autre métal plus réducteur (protection par anode sacrificielle). |
T.P oxydoréduction – Chimie – Terminale BAC PRO
Oxydoréduction – Cours et exercices – Chimie – Terminale BAC PRO
Signaux : Comment transmettre l’information ?
Caractériser la propagation d’un signal sonore
| Capacités | Connaissances |
| Mettre en évidence expérimentalement la nécessité d’un milieu matériel pour la propagation d’un son. Déterminer expérimentalement la vitesse de propagation d’un son dans l’air ou dans l’eau. Exploiter la relation liant la vitesse de propagation, la longueur d’onde et la fréquence d’une onde sonore. Mesurer une pression acoustique et le niveau d’intensité acoustique associé à l’aide d’un sonomètre ou d’un capteur. Calculer le niveau d’intensité acoustique (en dB) à partir de la pression acoustique ou de l’intensité acoustique en utilisant une relation donnée. Étudier expérimentalement l’atténuation de l’intensité acoustique d’une onde sonore en fonction de la distance de propagation. | Savoir que la propagation d’un son nécessite un milieu matériel. Savoir que la vitesse du son dépend du milieu de propagation. Connaître la relation qui lie la longueur d’onde, la vitesse de propagation et la période d’une onde sonore (λ=cson.T). Connaître les ordres de grandeur des vitesses de propagation du son dans l’air et dans l’eau. Savoir qu’une onde sonore s’accompagne d’une variation locale de la pression du milieu dont l’amplitude est appelée pression acoustique. Savoir qu’un microphone mesure la pression acoustique. Savoir que : un signal sonore transporte de l’énergie et que l’intensité sonore est la puissance moyenne transportée par l’onde par unité de surface ; l’exposition à une intensité acoustique élevée a des effets néfastes sur l’oreille ; il existe une échelle de niveau d’intensité acoustique. Savoir que l’oreille humaine peut détecter des sons dont la fréquence se situe approximativement entre 20 Hz et 20 kHz. Savoir qu’une onde sonore s’atténue en se propageant, même dans un milieu n’absorbant pas les ondes sonores. |
Liens avec les mathématiques
− Fonction logarithme décimal.
− Fonction 10 x.
− 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 terminale 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.
− Comparer différents types de piles relativement à leur impact environnemental.
− Analyser des documents consacrés aux piles à combustible.
− Déterminer expérimentalement le rendement énergétique d’un moteur.
− Étudier les aspects énergétiques liés aux activités numériques.
− Choisir des solvants adaptés aux usages souhaités, au regard de leurs impacts environnementaux.
Notions complémentaires à aborder dans le cadre d’une préparation à la poursuite d’études
| Capacités | Connaissances |
| Réaliser expérimentalement une pile et mesurer la tension aux bornes de cette pile. Étudier expérimentalement la charge et la décharge d’un accumulateur. | Savoir qu’une pile effectue une transformation d’énergie chimique en énergie électrique et qu’un accumulateur en charge effectue une transformation d’énergie électrique en énergie chimique stockable. Savoir que les réactions chimiques mises en jeu aux électrodes sont des réactions d’oxydation et de réduction. |
| Mesurer expérimentalement la période et l’amplitude d’un phénomène vibratoire simple. Étudier expérimentalement un phénomène de résonance mécanique. Exploiter une courbe illustrant un phénomène de résonance. | Définir la période propre d’un système oscillant simple. Connaître l’expression reliant période propre et fréquence propre d’un système oscillant (f = 1/T). Savoir qu’un système oscillant excité de façon périodique à une fréquence proche d’une fréquence propre d’oscillations est susceptible d’être le siège d’un phénomène de résonance. |
| Mettre en évidence expérimentalement la force de traînée et la force de portance. | Savoir qu’un fluide en mouvement exerce une force sur un objet placé dans l’écoulement. Connaître la définition de la force de traînée et de la force de portance. Savoir que les forces de traînée et de portance dépendent de la nature du fluide, de la vitesse d’écoulement et de la géométrie de l’objet. Savoir que la force de traînée est une force de frottement qui dissipe de l’énergie mécanique. Savoir que les avions peuvent voler grâce à la force de portance. |
| Mettre en évidence expérimentalement l’effet Venturi. Exploiter la relation de Bernoulli. | Savoir que l’effet Venturi est caractérisé par la diminution de pression du fluide dans les régions où la vitesse d’écoulement est augmentée. Connaître la relation de Bernoulli. |