Feuille d'activités de la leçon : Alliages Chimie

Dans cette feuille d'activités, nous nous entraînerons à décrire la formation et les applications des alliages, ainsi que leurs effets sur les propriétés des métaux.

Q1:

Le duralium est un alliage d'aluminium couramment utilisé dans la construction aéronautique.

Quel est l'élément d'alliage principal dans le duralium?

  • Ale manganèse
  • Ble cuivre
  • Cle fer
  • Dle magnésium
  • Ele zinc

Pourquoi le duralium est-il plus approprié que l'aluminium pur pour la construction aéronautique?

  • AIl est plus facile à mouler dans des formes complexes.
  • BIl est moins dense et permet donc une plus faible consommation de carburant.
  • CIl est un meilleur conducteur thermique et facilite donc le refroidissement du moteur.
  • DIl est moins facilement corrodé en présence d'air humide.
  • EIl se fissure moins facilement lorsque des forces sont appliquées.

Q2:

L'alignement des dents d'un individu peut être progressivement modifié par la fixation d'un fil métallique fin, connu sous le nom d'appareil dentaire. Les appareils dentaires sont généralement faits d'alliages de titane intelligents tels que le nitinol.

Quel est le principal avantage des alliages de titane par rapport aux alliages d'acier pour cette application?

  • Asa densité plus faible
  • Bsa plus grande rigidité
  • Csa plus grande résistance à la corrosion
  • Dson moindre coût
  • Esa plus grande malléabilité

Quel est le principal avantage des alliages d'acier par rapport aux alliages de titane pour cette application?

  • Ason moindre coût
  • Bsa plus grande malléabilité
  • Csa plus grande résistance à la corrosion
  • Dsa densité plus faible
  • Esa plus grande rigidité

Le nitinol est décrit comme étant un alliage intelligent car il se modifie en réponse à un stimulus. Quel est le stimulus qui affecte le plus les propriétés du nitinol?

  • Ales changements de pH
  • Bl'oxygène
  • Cla chaleur
  • Dla lumière
  • El'eau

Pourquoi les alliages intelligents tels que le nitinol sont-ils plus appropriés que les autres alliages de titane pour cette application?

  • AIls changent de forme pour mieux s'adapter aux dents lors de leur utilisation.
  • BIls préviennent l'infection des dents lors de leur utilisation.
  • CIls deviennent plus rigides et plus difficiles à casser lors de leur utilisation.
  • DIls deviennent plus solubles dans l'eau lors de leur utilisation.
  • EIls appliquent une force sur les dents lors de leur utilisation.

Q3:

Un inconvénient majeur des alliages à mémoire de forme est leur grande sensibilité à la fatigue des métaux.

Laquelle des affirmations suivantes est la meilleure définition de la fatigue des métaux ?

  • ADiminution de la ténacité à cause de chauffages répétés
  • BDiminution de la rigidité à cause d'étirements répétés
  • CDiminution du point de fusion à cause d'impacts répétés
  • DDiminution de la résistance à cause d'étirements répétés
  • EDiminution de la dureté à cause d'impacts répétés

Pourquoi les alliages à mémoire de forme sont-ils plus susceptibles que les autres alliages à la fatigue des métaux ?

  • ALes alliages contiennent des structures en désordre qui subissent de grands changements de forme lorsqu'une force est appliquée.
  • BLes alliages contiennent des atomes très réactifs qui sont oxydés par l'air en présence de la chaleur.
  • CLes alliages contiennent des atomes faiblement liés qui se séparent en éléments purs lorsqu’une force est appliquée.
  • DLes alliages contiennent des atomes faiblement liés qui se séparent en éléments purs en présence de la chaleur.
  • ELes alliages contiennent des structures flexibles qui subissent de grands changements de forme en présence de la chaleur.

Q4:

Le cuivre et l'aluminium sont tous deux largement utilisés comme conducteurs électriques. Les fils de cuivre sont généralement préférés pour le câblage dans les outils et les appareils. Cependant, les alliages d'aluminium sont plus appropriés pour transporter de l'électricité sur de longues distances dans les murs des bâtiments et à travers les câbles aériens.

Quelle est la raison principale pour utiliser le cuivre dans le câblage électrique à la place d'un alliage de cuivre comme le laiton ?

  • ADensité plus faible
  • BPlus grande résistance
  • CMoindre coût
  • DPlus grande ductilité
  • EPlus grande conductivité

Quelle est la raison principale pour utiliser des alliages d'aluminium à la place du cuivre pour le câblage à l'intérieur des murs d'un bâtiment ?

  • AMoindre coût
  • BPlus grande ductilité
  • CPlus grande résistance
  • DDensité plus faible
  • EPlus grande conductivité

Pourquoi utilise-t-on des alliages d'aluminium à la place de l'aluminium pour le câblage des câbles électriques aériens ?

  • APlus grande ductilité
  • BPlus grande conductivité
  • CPlus grande résistance
  • DMoindre coût
  • EDensité plus faible

Q5:

Les canettes doivent être fabriquées, entreposées et transportées en très grande quantité. Pourquoi un alliage de manganèse et d'aluminium est-il plus adapté que l'aluminium seul pour la fabrication des canettes?

  • Asa plus grande malléabilité
  • Bson moindre coût
  • Csa plus grande résistance
  • Dsa plus grande résistance à la corrosion
  • Esa ductilité plus faible

Q6:

Les canons et les boulets de canon médiévaux contenaient une variété de différents métaux. Les boulets de canon étaient généralement en fer, mais le bronze était souvent privilégié pour la construction des canons. Comparativement aux canons en fer, les canons en bronze étaient plus durables, plus faciles à mouler et pouvaient tirer des boulets de canon à des vitesses plus élevées.

Quelle propriété du fer l'a rendu préférable au bronze pour la construction des boulets de canon?

  • Asa plus grande malléabilité
  • Bson moindre coût
  • Cson point de fusion plus élevé
  • Dsa plus faible fragilité
  • Esa plus grande force

Quelle propriété du bronze faisait en sorte que les canons en bronze duraient plus longtemps que ceux en fer?

  • Asa plus grande résistance à la corrosion
  • Bsa plus grande dureté
  • Csa friction réduite
  • Dsa plus faible fragilité
  • Esa plus grande force

Quelle propriété du bronze rendait les canons en bronze plus faciles à mouler que ceux en fer?

  • Ason point de fusion plus bas
  • Bsa densité plus faible
  • Csa plus grande résistance à la corrosion
  • Dson moindre coût
  • Esa plus grande malléabilité

Quelle propriété du bronze permettait aux canons en bronze de tirer des boulets de canon à des vitesses plus élevées que ceux en fer?

  • Asa friction réduite
  • Bsa plus faible fragilité
  • Csa plus grande densité
  • Dsa plus grande force
  • Eson point de fusion plus élevé

Q7:

Les alliages d'étain et de plomb sont couramment utilisés dans les brasures électriques. Le tableau ci-dessous indique la variation du point de fusion selon la teneur en plomb d'une brasure en pourcentage de la masse totale. Note que la teneur en plomb de l'alliage peut être supérieure aux valeurs indiquées dans le tableau.

Teneur en plomb (%)05101520253035404550
Point de fusion (C)232226220214208202196190193205217

Utilise une représentation graphique des données du tableau pour déterminer laquelle des conclusions suivantes est la plus pertinente.

  • AIl y a une corrélation négative entre le point de fusion de la brasure et sa teneur en plomb.
  • BLe point de fusion de la brasure ne peut pas être supérieur à 232C.
  • CLe point de fusion de la brasure ne peut pas être inférieur à 190C.
  • DLe point de fusion de la brasure est plus fortement affecté par le plomb lorsque la teneur en plomb est inférieure à 35%.
  • ELe point de fusion de la brasure atteint son minimum à une teneur en plomb entre 35% et 40%.

Utilise une représentation graphique des données du tableau pour déterminer, au degré le plus près, la température de fusion d’une brasure avec une teneur en plomb de 22,5%.

Utilise une représentation graphique des données du tableau pour déterminer, au pourcentage près, la teneur minimale en plomb d’une brasure qui peut être fondue par un chauffage électrique à 200C.

Utilise une représentation graphique des données pour estimer le point de fusion du plomb pur à 10C près.

Q8:

Le métaux X et Y peuvent être combinés dans n'importe quelle proportion pour produire un alliage de force variable. Le graphique ci-dessous montre les forces mesurées avec précision des alliages contenant différentes quantités de X et de Y. Pour chacun des alliages, la teneur en X est enregistrée en pourcentage de la masse totale de l'alliage.

À l'unité de pourcentage le plus près, quelle est la teneur en X lorsque la force de l'alliage atteint sa valeur maximale mesurée?

Lequel des énoncés suivants décrit le mieux la variation de la force lorsque la teneur en X augmente de 5% à 10%?

  • ALes alliages deviennent plus difficiles à rouler en feuilles.
  • BLes alliages deviennent plus difficiles à égratigner.
  • CLes alliages deviennent plus résistants à l'étirement et à la compression.
  • DLes alliages se brisent moins facilement lorsqu'ils sont étirés.
  • ELes alliages se fissurent moins facilement suite à un impact.

Un élève déclare qu'il existe une corrélation positive entre la teneur en X et la force de l'alliage lorsque la teneur en X est inférieure à 15%. Identifie le problème principal de cette conclusion.

  • ALa force n'augmente pas toujours avec la teneur en X lorsque la teneur en X est faible.
  • BLa force n'augmente pas toujours avec la teneur en X lorsque la teneur en X est élevée.
  • CLe graphique ne couvre pas toutes les valeurs de la teneur en X au-dessus de 15%.
  • DLe graphique ne couvre pas toutes les valeurs de la teneur en X en dessous de 15%.
  • EL'ajout de X affecte uniquement la force lorsque la teneur en X est proche de 15%.

Un élève affirme que les alliages ont une force minimale de 95 MPa. Identifie le problème principal de cette conclusion.

  • ALes alliages avec des teneurs en X inférieures aux valeurs mesurées pourraient être plus faibles.
  • BLes alliages avec des teneurs en X comprises entre les valeurs mesurées pourraient être plus faibles.
  • CLa plus petite force mesurée est supérieure à 95 MPa.
  • DLes alliages avec des teneurs en X supérieures aux valeurs mesurées pourraient être plus faibles.
  • ELa plus petite force mesurée est inférieure à 95 MPa.

Q9:

Le bronze est un alliage de cuivre et .

  • Ade plomb
  • Bde zinc
  • Cd'étain
  • Dde fer
  • Ede nickel

Cette leçon comprend 20 questions additionnelles pour les abonnés.

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