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7/31/2019 CorrectionSPC-BAC2012

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Bac 2012 Correction de l'preuve de Physique-Chimie

Exercice 1 - Du big bang d'un avion au claquement d'un coup de fouet

1. Etude des ondes sonores

1.1.1. Les ondes sonores sont des ondes mcaniques car il s'agit de la propagation d'une perturbation dans un

milieu matriel.

1.1.2.une onde sonore est une onde progressive tridimensionnelle longitudinale car la perturbation se propage

de proche en proche, identique elle-mme (progressive) dans toutes les dimensions de l'espace

(tridimensionnelle) et la direction de la perturbation est la mme que la direction de propagation de l'onde.

1.1.3. Le son ne se propage pas dans le vide car un milieu matriel est ncessaire.

1.2.1. vson(-50 C)=3,3.102.sqrt(1-50/273) vson(-50 C)=3,0.10

2 m.s-1.

1.2.2. vson(-50 C)=3,0.102 m.s-1=3,0.102 3600/1000 =1,1.103 km.h-1 < 800 km.h-1 l'avion n'a pas pass le

mur du son.

2. Le claquement d'un coup de fouet

2.1. [F]=F=M.L.T2 et []=M.L1 par consquent [ F ]=M.L.T

2

M.L1

=L2.T

2=L.T

1ce qui est

l'unit d'une vitesse. L'expression v= F est doncbien homogne.2.2.1. En 8t, la perturbation a parcouru la longueur L. Par consquent, = 8.t = 0,28 s

2.2.2. v = L/ donc v = 11 m.s-1

2.2.3. Lorsque diminue, F / augmente et v= F augmente. La clrit de l'onde le long de la lanireaugmente, de la poigne son extrmit.

2.3. avec t'=1/4000, la dure qui spare deux images, v'=d/t'=11.10-2 4000 v'=440 m.s-1. Cette vitesseest suprieure 340 m.s-1 par consquent, le mur du son a t pass par la mche.

3. Entretien du fouet

3.1.1. 1 Rfrigrant vertical boule 2 ballon 3 chauffe-ballon 4 lvateur

3.1.2. ce montage est un montage de chauffage reflux.

3.1.3.a. Cette raction est une hydrolyse basique (ou saponification) d'un triester.

3.1.3.b. Cette raction est lente et totale.

3.2.1. avec ns=m

sMs

on trouve ns= 3,29.10-1 mol (attention aux chiffres significatifs on veut 100 g 3

chiffres significatifs).

3.2.2. A l'aide de la raction donne la question 3.1.3, nous voyons qu'une mole d'huile d'olive produit trois

mole de savon. Ainsi, 3,29.10-1 / 3 = 1,10.10-1 mol d'huile d'olive sont ncessaires.

3.2.3. mh = nh.Mh donc la masse d'huile d'olive correspondante est mh = 96,9 g

3.2.4. il faut trois fois plus d'hydroxyde de sodium que d'huile d'olive, il faut donc nD = 3,29.10-1 mol au

minimum. Cette quantit est obtenue avec un volume minimal VD tel que VD=nD

c

soit VD = 3,29.10-1

/ 6,15 = 53,5 mL.

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Exercice 2 Quand le jeu vido devient ralit

1. Variation de la capacit du condensateur lors du mouvement du joueur

1.1. l'expression donne se transforme en ax=k.xm

. Vrifions que le second membre de cette expression est

bien homogne une acclration :

[k.x

m

]=[k] .[x]

[m ] =

F.L1

.L

M =

M.L.T2

M =L.T2

=[acclration ] .L'expression de ax est donc bien homogne une acclration.

1.2.1. x1=m

k.a1x soit x1=2,42.10

-8 m

1.2.2. Lorsque l'acclromtre subit l'acclration a1x, la distance entre les deux armatures augmente. Comme

C=d , la capacit du condensateur diminue.

1.2.3. C= d=C.d . Or est une constante donc C1.d1=C0.d0 C1=C0

d0

d1

1.2.4. d=d0+x=1,52 m C1=1,28.10-14 F

1.2.5. C1tot=%beta.(C1C0)=120.(1,28 .10

141,30.1014)=2,40.1014F

2. Variation de la tension aux bornes de l'acclromtre

2.1.1. =RC = 1,56.10-7 s. Le rgime permanent est atteint en 5 soit 7,80.10-7 s 1 mV. Le dispositif lectronique dtecte donc l'acclration.

3. Liaison manette de jeu-console

3.1. En utilisant la relation liant longueur d'onde, clrit et frquence, c= . f , nous pouvons calculer la

longueur d'onde : =c / f=3,00.10

8

2 450.106=1,22 .101m soit 12,2 cm.

3.2. Nous voyons sur le spectre des ondes lectromagntiques qu'une longueur d'onde de 12,2 cm correspond

aux micro-ondes.

3.3. La diffraction est un phnomne physique qui permet aux ondes de contourner les obstacles. La longueur

d'onde tant de 12,2 cm, tout obstacle ou fente de taille infrieur 12,2 cm diffractera les ondes mises par lamanette.



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Exercice 3 Suivi cintique par conductimtrie

1. Questions prliminaires

1.1.

Vrai ou

faux

Brve justification

Lorsque l'tat d'quilibre chimique d'un

systme est atteint, les espces chimiques

arrtent de ragir entre elles au niveau

microscopique

FAUX

L'quilibre chimique est un quilibre entre 2 ractions

concurrentes (sens direct et indirect) qui ont lieu en

permanence.

Dans le cas d'un quilibre chimique, le taux

d'avancement final change si on augmente

la quantit de l'un des ractifs.

VRAI

L'ajout d'un ractif modifie l'quilibre dans le sens

direct de sorte consommer le ractif ajout.

Lorsque l'tat d'quilibre chimique d'un

systme est atteint, le taux d'avancement

final est toujours gal 1 FAUX

Lorsque l'tat d'quilibre est atteint, le quotient de

raction est gal la constante de raction ce qui

implique une valeur de xfxmax. Le taux d'avancement,xf/xmax n'est donc pas ncessairement gal 1.

1.2.

Equation chimique de la

ractionRcl(l) + 2 H2O(l) = ROH(aq) + H3O

+ + Cl-(aq)

Etat du

systme

Avancement

en molQuantits de matire en mol

Etat initial

x=0 ni

En excs

0 0 0

Au cours de la

transformation x ni x x x x

Etat final

xf ni xf xf xf xf

Etat final si

transformation

totale

xmax 0 xmax xmax xmax

2.1. Les produits de la transformation tant des ions, contrairement aux ractifs, la conductivit de la solution

augmente au cours de la transformation, ce qui nous permet de suivre sa cintique.

2.2.1. = i [ Xi ]= H3O

+[H3O+]+

Cl [Cl

]

2.2.2. comme [H3O+ ]=[Cl ]=

x

Vnous obtenons =(

H3O++

Cl) .

x

V

2.3.1. le temps de demi-raction est le temps ncessaire pour que l'avancement atteigne la moiti de

l'avancement final : x(t1/2)=xf/2.

2.3.2. Sur le graphique, nous lisons xq=9,1.10-3 mol xq/2=4,5. 10

-3 mol ce qui correspond t1/2=7 min.

2.3.3. En traant la tangente la courbe ces diffrents temps, nous voyons que le coefficient directeur de ces

tangente diminue au cours du temps. Par consquent, dx/dt diminue et nous pouvons en dduire que la vitesse



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volumique v=1

V.dx

dtdiminue au cours du temps.

2.3.4. ceci est due la disparition progressive des ractifs, la concentration des ractifs tant un facteur

cintique.

2.3.5. Pour une temprature suprieure 40C, la cintique est amliore et la courbe tracer atteint plus vite la

valeur xq.


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