Programme terminale physique chimie
Programme spé physique chimie terminale
Programme de Terminale
Le programme de spécialité physique-chimie en terminale
Le programme de terminale de la spécialité physique-chimie a pour objectif d’approfondir les thèmes du programme de Physique Chimie de première et de préparer aux études supérieures. La Physique-Chimie – en tant qu’enseignement de spécialité – représente 6h sur l’ensemble des matières enseignées en classe de terminale générale.
Dans le cadre de la préparation du bac de l’épreuve du Grand Oral, le cours de Physique-Chimie porte une attention particulière à la démarche suivie, à l’activité de modélisation et de simulation et à l’ouverture sur le monde scientifique.
| Thème | Partie du programme | |
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| Mesure et incertitudes | Variabilité de la mesure et incertitudes | ▸ |
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Notions et contenus
Variabilité de la mesure d’une grandeur physique, incertitude-type, incertitudes-types composées, écriture du résultat, valeur de référence Capacités exigibles
Exploiter une série de mesures indépendantes (histogramme, moyenne, écart-type), évaluer une incertitude-type par approche statistique ou non, comparer un résultat de mesure à une valeur de référence |
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| Constitution et transformations de la matière | Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques | ▸ |
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Notions et contenus
Acide et base de Brönsted, couple acide-base, espèce amphotère, pH et concentration en ion oxonium, loi de Beer-Lambert, conductivité et loi de Kohlrausch, spectroscopies infrarouge et UV-visible, titrage avec suivi pH-métrique, titrage avec suivi conductimétrique Capacités exigibles
Établir l’équation d’une réaction acide-base, exploiter une loi d’étalonnage pour déterminer une concentration, mettre en œuvre un titrage suivi par pH-métrie ou par conductimétrie |
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| Constitution et transformations de la matière | Modéliser l’évolution temporelle d’une transformation chimique | ▸ |
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Notions et contenus
Transformations lentes et rapides, facteurs cinétiques, catalyse, vitesse volumique de disparition et d’apparition, temps de demi-réaction, loi de vitesse d’ordre 1, mécanisme réactionnel, acte élémentaire, intermédiaire réactionnel, formalisme de la flèche courbe Capacités exigibles
Déterminer une vitesse volumique et un temps de demi-réaction à partir de données expérimentales, tester une loi de vitesse d’ordre 1, représenter les flèches courbes d’un acte élémentaire en justifiant leur sens |
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| Constitution et transformations de la matière | Modéliser l’évolution temporelle d’une transformation nucléaire | ▸ |
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Notions et contenus
Stabilité et instabilité des noyaux, diagramme (N,Z), radioactivités alpha, bêta et gamma, lois de conservation, constante radioactive, loi de décroissance radioactive, temps de demi-vie, activité, datation, protection contre les rayonnements ionisants Capacités exigibles
Écrire l’équation d’une réaction nucléaire et identifier le type de radioactivité, établir l’évolution temporelle d’une population de noyaux, résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre |
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| Constitution et transformations de la matière | Prévoir l’état final d’un système chimique | ▸ |
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Notions et contenus
État d’équilibre chimique, modèle de l’équilibre dynamique, quotient de réaction, constante d’équilibre K(T), critère d’évolution spontanée, pile et demi-piles, pont salin, capacité électrique d’une pile, constante d’acidité, produit ionique de l’eau, acides et bases forts et faibles, diagrammes de prédominance et de distribution, solution tampon, électrolyseur Capacités exigibles
Déterminer un sens d’évolution spontanée et un taux d’avancement final, comparer la force de différents acides ou bases dans l’eau, relier durée, intensité du courant et quantités de matière formées lors d’une électrolyse |
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| Constitution et transformations de la matière | Élaborer des stratégies en synthèse organique | ▸ |
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Notions et contenus
Formule topologique, familles fonctionnelles (esters, amines, amides, halogénoalcanes), squelettes carbonés insaturés et cycliques, isomérie de constitution, polymères, optimisation du rendement, synthèse multi-étapes, protection et déprotection, synthèses écoresponsables Capacités exigibles
Nommer une espèce et représenter des isomères de constitution, justifier l’augmentation d’un rendement, élaborer une séquence réactionnelle à partir d’une banque de réactions, discuter l’impact environnemental d’une synthèse |
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| Mouvement et interactions | Décrire un mouvement | ▸ |
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Notions et contenus
Vecteurs position, vitesse et accélération, coordonnées dans le repère de Frenet pour un mouvement circulaire, mouvement rectiligne uniformément accéléré, mouvement circulaire uniforme Capacités exigibles
Définir la vitesse et l’accélération comme dérivées, établir les coordonnées cartésiennes de ces vecteurs, exploiter une vidéo ou une chronophotographie, représenter des vecteurs accélération avec un langage de programmation |
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| Mouvement et interactions | Relier les actions appliquées à un système à son mouvement | ▸ |
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Notions et contenus
Centre de masse, référentiel galiléen, deuxième loi de Newton, équilibre d’un système, mouvement dans un champ de pesanteur uniforme, champ électrique d’un condensateur plan, accélérateur linéaire de particules chargées, mouvement dans un champ de gravitation, lois de Kepler, satellite géostationnaire Capacités exigibles
Utiliser la deuxième loi de Newton dans des situations variées, établir les équations horaires et l’équation de la trajectoire, exploiter la troisième loi de Kepler, mener un bilan énergétique dans un champ uniforme |
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| Mouvement et interactions | Modéliser l’écoulement d’un fluide | ▸ |
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Notions et contenus
Poussée d’Archimède, écoulement d’un fluide en régime permanent, débit volumique d’un fluide incompressible, relation de Bernoulli, effet Venturi Capacités exigibles
Expliquer l’origine de la poussée d’Archimède et utiliser son expression vectorielle, exploiter la conservation du débit volumique, exploiter la relation de Bernoulli fournie |
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| L’énergie : conversions et transferts | Décrire un système thermodynamique | ▸ |
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Notions et contenus
Modèle du gaz parfait, masse volumique, température thermodynamique, pression, équation d’état du gaz parfait Capacités exigibles
Relier les grandeurs macroscopiques aux propriétés microscopiques du système, exploiter l’équation d’état du gaz parfait, identifier les limites du modèle |
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| L’énergie : conversions et transferts | Effectuer des bilans d’énergie sur un système | ▸ |
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Notions et contenus
Énergie interne, premier principe de la thermodynamique, transfert thermique et travail, capacité thermique d’un système incompressible, conduction, convection et rayonnement, flux thermique, résistance thermique, bilan thermique du système Terre-atmosphère, effet de serre, loi phénoménologique de Newton Capacités exigibles
Prévoir le sens d’un transfert thermique, effectuer un bilan d’énergie sur un système incompressible, estimer la température terrestre moyenne, établir l’expression de la température d’un système en fonction du temps |
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| Ondes et signaux | Caractériser les phénomènes ondulatoires | ▸ |
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Notions et contenus
Intensité sonore et niveau d’intensité sonore, atténuation en décibels, diffraction par une ouverture, angle caractéristique de diffraction, interférences constructives et destructives, trous d’Young, différence de chemin optique, interfrange, effet Doppler et décalage Doppler Capacités exigibles
Exploiter la relation donnant l’angle caractéristique de diffraction, établir les conditions d’interférences et l’expression de l’interfrange, établir puis exploiter l’expression du décalage Doppler |
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| Ondes et signaux | Former des images, décrire la lumière par un flux de photons | ▸ |
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Notions et contenus
Modèle optique de la lunette astronomique afocale, objectif et oculaire, grossissement, photon (énergie, vitesse, masse), effet photoélectrique, travail d’extraction, absorption et émission de photons, rendement d’une cellule photovoltaïque Capacités exigibles
Représenter le schéma d’une lunette afocale et établir son grossissement, interpréter l’effet photoélectrique par le modèle particulaire, déterminer le rendement d’une cellule photovoltaïque |
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| Ondes et signaux | Étudier la dynamique d’un système électrique | ▸ |
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Notions et contenus
Intensité d’un courant en régime variable, comportement capacitif, modèle du condensateur, relation entre charge et tension, capacité, modèle du circuit RC série, charge et décharge, temps caractéristique, capteurs capacitifs Capacités exigibles
Établir et résoudre l’équation différentielle vérifiée par la tension aux bornes d’un condensateur, déterminer le temps caractéristique d’un dipôle RC, expliquer le principe d’un capteur capacitif |
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Les quatre thèmes du programme de physique-chimie en terminale
Constitution et transformations de la matière
C’est le thème le plus volumineux et il se découpe en quatre parties. La première prolonge les méthodes d’analyse vues en première en introduisant les transformations acide-base modélisées par un transfert d’ion hydrogène, les couples acide-base de Brönsted, l’espèce amphotère, la relation entre pH et concentration en ion oxonium, la loi de Kohlrausch puis les titrages avec suivi pH-métrique et conductimétrique. Là où la première utilisait l’oxydo-réduction comme support de titrage, la terminale s’appuie sur les réactions acide-base.
La deuxième partie installe la cinétique chimique : facteurs cinétiques, catalyse, vitesse volumique de disparition d’un réactif et d’apparition d’un produit, temps de demi-réaction et loi de vitesse d’ordre 1. Attention à un point de vocabulaire souvent mal maîtrisé : la vitesse volumique, dérivée temporelle de la concentration, est au programme, la vitesse de réaction définie comme dérivée de l’avancement ne l’est pas. La modélisation microscopique arrive ensuite avec les mécanismes réactionnels, les actes élémentaires et le formalisme de la flèche courbe. La partie se prolonge par la décroissance radioactive, le diagramme (N,Z), les radioactivités alpha, bêta et gamma, la constante radioactive et le temps de demi-vie, avec une première résolution d’équation différentielle.
La troisième partie porte sur la prévision de l’état final. Elle introduit le quotient de réaction, la constante d’équilibre K(T), le modèle de l’équilibre dynamique et le critère d’évolution spontanée. Ce cadre est ensuite appliqué au fonctionnement des piles, puis à la comparaison de la force des acides et des bases avec la constante d’acidité, le produit ionique de l’eau, les diagrammes de prédominance et la solution tampon, enfin à l’électrolyseur qui force le sens d’évolution du système.
La quatrième partie referme le thème sur la synthèse organique : formule topologique, familles des esters, amines, amides et halogénoalcanes, isomérie de constitution, polymères, optimisation du rendement, synthèse multi-étapes, étapes de protection et déprotection puis synthèses écoresponsables.
Mouvement et interactions
Le thème s’ouvre sur la description d’un mouvement avec le vecteur accélération, défini comme dérivée du vecteur vitesse, et les coordonnées de la vitesse et de l’accélération dans le repère de Frenet pour un mouvement circulaire. Les mouvements de référence à caractériser sont le rectiligne uniforme, le rectiligne uniformément accéléré, le circulaire et le circulaire uniforme.
Vient ensuite la pièce maîtresse du programme, la deuxième loi de Newton, avec la notion de centre de masse et la discussion du caractère galiléen d’un référentiel. Elle sert à établir puis à résoudre les équations du mouvement dans deux situations : le champ uniforme, qu’il soit de pesanteur ou électrique avec le condensateur plan et le principe de l’accélérateur linéaire de particules chargées, et le champ de gravitation avec les lois de Kepler, la période de révolution et le satellite géostationnaire.
Le thème se termine par une introduction à la dynamique des fluides : poussée d’Archimède sous forme vectorielle, débit volumique d’un fluide incompressible, relation de Bernoulli fournie par l’énoncé et effet Venturi.
L’énergie : conversions et transferts
Le thème le plus court du programme mais aussi celui qui structure le plus le raisonnement. Il commence par le modèle du gaz parfait et son équation d’état, dont il faut savoir identifier les limites, puis installe le premier principe de la thermodynamique. L’exercice type consiste à définir proprement le système, à identifier les transferts, à distinguer ce qui relève de la variation d’énergie du système et ce qui relève des échanges avec l’extérieur.
Sont ensuite abordés la capacité thermique d’un système incompressible, les trois modes de transfert thermique que sont la conduction, la convection et le rayonnement, le flux thermique et la résistance thermique. Deux applications closent la partie : le bilan thermique du système Terre-atmosphère, avec l’albédo et l’effet de serre, où la loi de Stefan-Boltzmann est fournie, puis la loi phénoménologique de Newton qui modélise l’évolution de la température d’un système au contact d’un thermostat et introduit un temps caractéristique.
Ondes et signaux
La première partie caractérise les phénomènes propres aux ondes. Elle traite le niveau d’intensité sonore et l’atténuation en décibels, la diffraction par une ouverture avec son angle caractéristique, les interférences constructives et destructives, le cas des trous d’Young avec la différence de chemin optique et l’interfrange, enfin l’effet Doppler et l’expression du décalage Doppler dans le cas d’un émetteur mobile et d’un observateur fixe.
La deuxième partie associe deux lentilles convergentes pour modéliser la lunette astronomique afocale et établir son grossissement, puis change de modèle pour décrire la lumière comme un flux de photons. L’effet photoélectrique et le travail d’extraction permettent un bilan énergétique et ouvrent sur le rendement d’une cellule photovoltaïque.
La troisième partie étudie le circuit RC série. Elle introduit le comportement capacitif, la relation entre charge et tension, la capacité d’un condensateur puis demande d’établir et de résoudre l’équation différentielle vérifiée par la tension lors de la charge et de la décharge, avec la détermination du temps caractéristique et le principe des capteurs capacitifs.
Mesure et incertitudes, la partie que l'on oublie souvent
Le programme officiel place avant les quatre thèmes une partie transversale consacrée à la mesure. Elle est rarement traitée comme un chapitre à part entière alors qu’elle est mobilisable dans tous les exercices, en particulier à l’ECE.
Trois attendus s’ajoutent à ce qui a été vu en première. Il faut savoir exploiter une série de mesures indépendantes avec son histogramme, sa moyenne et son écart-type. Il faut savoir évaluer une incertitude-type, soit par une approche statistique dite de type A, soit par une autre approche dite de type B.
Nouveauté propre à la terminale, il faut savoir évaluer une incertitude-type composée à l’aide d’une formule fournie, lorsque la grandeur cherchée s’exprime en fonction d’autres grandeurs. Enfin le résultat d’une mesure se compare à une valeur de référence en calculant le quotient de l’écart par l’incertitude-type, avec l’écriture d’un nombre adapté de chiffres significatifs.
Les capacités expérimentales évaluées à l'ECE
Le programme liste explicitement les gestes expérimentaux que vous devez savoir réaliser à l’issue des deux années de spécialité. Cette liste constitue le référentiel de l’épreuve pratique, ce qui en fait un outil de révision précieux et largement sous-utilisé.
Trois capacités sont communes à tous les thèmes : respecter les règles de sécurité au laboratoire, mettre en œuvre un dispositif d’acquisition et de traitement de données de type microcontrôleur, interface d’acquisition, tableur ou langage de programmation, et utiliser un logiciel de simulation.
En chimie, sont attendues la préparation d’une solution par dissolution ou par dilution avec le matériel adapté, les mesures d’absorbance, de pH et de conductivité, le tracé d’une courbe d’étalonnage, la mise en œuvre d’un titrage, la réalisation d’une pile et d’un circuit intégrant un électrolyseur, l’extraction liquide-liquide, le chauffage à reflux, la distillation fractionnée, la filtration sous pression réduite et la chromatographie sur couche mince.
En physique, la liste couvre la collecte de données sur un mouvement par vidéo ou chronophotographie, la mesure d’une pression et d’une vitesse d’écoulement, l’usage du multimètre et de l’oscilloscope, le suivi de l’évolution de la température d’un système, la mesure d’un niveau d’intensité sonore, l’estimation d’une distance focale, les montages mettant en évidence la diffraction et les interférences, l’étude de l’effet Doppler en acoustique, l’usage d’une cellule photovoltaïque et le montage de charge et de décharge d’un condensateur.
Questions fréquentes sur le programme de physique-chimie en terminale
Le programme s’organise autour de quatre thèmes, les mêmes intitulés qu’en seconde et en première mais traités à un niveau supérieur. Constitution et transformations de la matière est le plus volumineux, avec les titrages pH-métriques et conductimétriques, la cinétique chimique, la décroissance radioactive, l’équilibre chimique avec le quotient de réaction et la constante d’équilibre, les piles et les électrolyseurs, puis la synthèse organique. Mouvement et interactions traite le vecteur accélération, le repère de Frenet, la deuxième loi de Newton, les mouvements dans un champ uniforme ou de gravitation avec les lois de Kepler, enfin la dynamique des fluides avec la relation de Bernoulli. L’énergie couvre le modèle du gaz parfait, le premier principe de la thermodynamique, les transferts thermiques et le bilan thermique du système Terre-atmosphère. Ondes et signaux réunit la diffraction, les interférences, l’effet Doppler, la lunette astronomique, l’effet photoélectrique et le circuit RC. Une partie transversale sur la mesure et les incertitudes s’ajoute à ces quatre thèmes.
L’épreuve se déroule en deux parties et l’ensemble est affecté du coefficient 16. L’épreuve écrite dure 3 h 30, comporte trois exercices indépendants notés sur 20 points au total et couvre à la fois la physique et la chimie. Elle compte pour 80 pour cent de la note de la spécialité. L’évaluation des compétences expérimentales, appelée ECE, dure une heure, se déroule au laboratoire de votre établissement avant l’écrit national et compte pour les 20 pour cent restants. Le sujet d’ECE est tiré au sort parmi ceux de la banque nationale publiée par le ministère. La note finale s’obtient en pondérant l’écrit par 0,8 et l’ECE par 0,2. Cette organisation implique de préparer les deux épreuves de front, car réviser le cours sans travailler les gestes expérimentaux revient à négliger un cinquième de la note.
Les quatre thèmes portent le même nom dans les deux classes, ce qui masque un vrai changement de niveau. Le volume horaire passe d’abord de 4 à 6 heures par semaine. Le degré de formalisation ensuite : la première décrivait des variations de grandeurs, la terminale demande d’établir et de résoudre des équations différentielles du premier ordre, de dériver des vecteurs et d’utiliser la fonction logarithme décimal. Le troisième changement porte sur la modélisation, qui devient l’objet même du travail. Il ne suffit plus d’appliquer une loi, il faut choisir un modèle, en discuter le domaine de validité et confronter ses prévisions à des résultats expérimentaux. Le programme introduit aussi des notions entièrement nouvelles comme la cinétique chimique, l’équilibre chimique, le premier principe de la thermodynamique, les lois de Kepler et l’effet photoélectrique.
Le programme officiel liste les capacités mathématiques mobilisées et elles sont nombreuses. Il faut savoir dériver une fonction et déterminer une primitive, résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants avec ou sans second membre, utiliser la fonction logarithme décimal et sa réciproque, résoudre une équation du second degré et manipuler la représentation paramétrique d’une courbe. Ces outils viennent tous du programme de mathématiques de terminale, ce qui rend très difficile le suivi de la spécialité physique-chimie sans conserver la spécialité mathématiques. Les élèves qui abandonnent les mathématiques en fin de première ont intérêt à prendre au minimum l’option mathématiques complémentaires. Le programme prévoit en plus des capacités numériques en langage Python, le plus souvent évaluées à l’écrit par la lecture et le commentaire d’un code fourni. Quels sont les chapitres du programme de physique-chimie en terminale ?
Comment se déroule l'épreuve de spécialité physique-chimie au bac ?
Qu'est-ce qui change entre le programme de première et celui de terminale ?
Quelles notions de mathématiques faut-il maîtriser pour suivre le programme ?
Quels outils mathématiques et quelle place pour Python ?
Le programme mentionne explicitement des capacités mathématiques à mobiliser, et c’est souvent là que se creusent les écarts en cours d’année. Vous devez savoir dériver une fonction et déterminer une primitive, résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants avec ou sans second membre constant, utiliser la fonction logarithme décimal et sa réciproque, résoudre une équation du second degré et utiliser la représentation paramétrique d’une courbe. Ces outils viennent du programme de mathématiques de terminale, ce qui explique qu’il soit difficile de suivre la spécialité physique-chimie sans conserver la spécialité mathématiques.
Le programme prévoit également des capacités numériques et recommande le langage Python. Une dizaine de situations sont concernées : représenter un histogramme de mesures, simuler un processus aléatoire avec incertitudes composées, tracer l’évolution d’une concentration ou d’une vitesse volumique, tracer un diagramme de distribution acide-base, représenter des vecteurs accélération, tester les deuxième et troisième lois de Kepler à partir de données astronomiques, sommer deux signaux sinusoïdaux en faisant varier la phase. À l’écrit, ces capacités se traduisent le plus souvent par la lecture et le commentaire d’un code fourni, pas par une écriture de programme à partir de rien.
Ce qui change entre le programme de première et celui de terminale
Les intitulés des thèmes sont identiques, ce qui donne parfois l’illusion d’une simple continuité. Le changement de nature est pourtant net sur trois plans.
Le volume horaire passe de 4 à 6 heures par semaine, avec un programme qui avance plus vite. Le niveau de formalisation change : la première décrivait des variations, la terminale établit et résout des équations différentielles, dérive des vecteurs et manipule des logarithmes.
Enfin la modélisation devient le cœur de l’exercice. Il ne s’agit plus seulement d’appliquer une loi mais de choisir un modèle, d’en discuter le domaine de validité et de confronter ses prévisions à des résultats expérimentaux. Le gaz parfait, le circuit RC, l’équilibre dynamique ou le modèle particulaire de la lumière sont tous présentés avec leurs limites.
Comment travailler le programme de physique-chimie en terminale ?
Trois réflexes font la différence sur l’année. Le premier consiste à traiter les annales tôt, dès la fin du premier trimestre, sur les chapitres déjà vus. Le format de l’écrit est stable, trois exercices indépendants, et certaines questions reviennent d’une session à l’autre : établissement d’une équation différentielle, exploitation d’un titrage, application de la troisième loi de Kepler, bilan d’énergie sur un système incompressible.
Le deuxième réflexe consiste à ne pas repousser l’ECE au mois de mai. Les capacités expérimentales s’acquièrent en séance, en manipulant, et la banque de sujets publiée par le ministère permet de savoir précisément ce qui peut tomber.
Le troisième réflexe porte sur la rédaction. Une bonne partie des points perdus à l’écrit ne relève pas d’une méconnaissance du cours mais d’un raisonnement non explicité : système mal défini, référentiel non précisé, unité oubliée, résultat donné sans chiffres significatifs cohérents.
Si un chapitre reste flou trop longtemps, il vaut mieux le reprendre à deux qu’attendre le contrôle suivant. Des cours particuliers de physique-chimie permettent de travailler précisément le point de blocage, équations différentielles ou cinétique par exemple, tandis qu’un stage intensif en terminale sert plutôt à remettre le programme à plat pendant les vacances et à s’entraîner sur des sujets complets dans les conditions de l’épreuve.
Que faire après la spécialité physique-chimie ?
La spécialité physique-chimie ouvre la voie des classes préparatoires scientifiques, en particulier la PCSI où la physique et la chimie sont distinguées, la MPSI et la PTSI, ainsi que la BCPST en association avec la SVT. Plusieurs notions du programme de terminale servent d’appui direct aux cours de première année de prépa : la thermodynamique, la mécanique du point avec les lois de Newton, l’optique géométrique, les régimes transitoires du circuit RC et la chimie des solutions.
Elle est également attendue pour les études de santé via le parcours accès santé, pour les écoles d’ingénieurs post-bac recrutées sur concours et pour les licences scientifiques. Les concours post-bac d’écoles d’ingénieurs comportent d’ailleurs presque tous une épreuve de physique-chimie assise sur le programme de terminale.
Certains élèves n’hésitent pas à faire appel à des cours particuliers physique chimie ou des stages intensifs en physique chimie afin de travailler sur les notions floues et surtout pratiquer à l’aide d’un professeur particulier qui guide, apporte des méthodes et de la rigueur.
On retrouve le programme de physique-chimie au sein du programme d’enseignement scientifique de terminale tout comme le programme de SVT de terminale ou le programme de SI de terminale.
Retrouvez aussi le programme de SES en terminale et le programme de philo en terminale ainsi que le programme spécialité physique-chimie terminale ci dessous :