DEVOIR COMMUN PHYSIQUE CHIMIE 1ère S Lundi 3 mai 2010 – Durée : 3h
Correction
Exercice 1 : Dosage d’une solution d’hydroxyde de potassium par conductimétrie. 10 pts
1. 1.10 2mol.L-1
) 00 , 1 0 , 16 0 , 23 ( 1
6 ,
0
V M
m M C Cm
2. On rajoute de l’eau distillée pour 2 raisons : Pour que la cellule conductimétrique trempe complètement, pour avoir une mesure de conductivité qui soit juste (car si trop concentré les ions se gêne). Cela ne change pas le volume équivalent.
3. H3O+ + HO- 2 H2O 4. nHO-= cxV
5. nH3O+= c’x V’
6.
Etat du syst. Avancement (mol)
H3O+ + HO- 2 H2O
EI 0 nH3O+ nHO EXCES
E en cours X nH3O+-x nHO -x
EF xéq nH3O+-xéq=0 nHO –xéq = 0
7. nHO -= nH3O+ à l’équivalence.d’où 1.10 L 1.10 mL
10 . 50 , 1
10 . 0 , 20 10 . 1
' ' 2x 2 3 2 1 C
Véq CxV
8. Avant l’équivalence : [HO-], [K+], [Cl-] et les ions étant beaucoup plus conducteurs que les ions chlorures il est normal que la conductance de la solution diminue.
Après l’équivalence :[ H3O+],[ K+],[ Cl-] on observe donc que la conductance augmente.
9. Graphiquement V’éq=14,1 mL
10. 3 2 -1
3 2
mol.L 10
. 1 , 10 1
. 0 , 20
10 . 1 , 14 10 . 50 , ' 1
'
x
V V c c éq
2
1 1 0,5 0,5
1,5
1
1 0,5
1
Exercice 2 : Eléments chimiques et chimie organique. 2,5 pts
1. Une espèce chimique organique est une molécule contenant forcément du carbone, de l’hydrogène et qui est susceptible de contenir de l’oxygène, de l’azote, des halogènes…
2. Espèces organiques : méthane, éthylène, ethanol.
1 0,5/rép Exercice 3 : Un peu de nomenclature en chimie organique. 10 pts
1. Pentane : H3C CH2 CH2 CH2 CH3, éthane : H3C CH3
2. 2-méthylpentane : H3C CH CH2 CH2 CH3 CH3
, 3méthylpentane : H3C CH2 CH CH2 CH3 CH3
3. Butane
4. 2-méthylpropane 5. 2,2-diméthylepropane 6. 3,3-diméthylpentane 7. Pent-1-ène, Pent-2-ène
1/rép
Exercice 4: Chimie organique. 3 pts
1. 3-méthylpentane 2. 2-méthylbutane 3. 3-méthylpentane 4. Propane
Il y a 2 molécules identiques mais il n’y a pas d’isomères.
0,5/rép
1
Exercice 4: Chimie organique. 3 pts
1.
2.
3. , ,
0,5/rép
Exercice 5 : Tension maximale et résistance de protection. 3 pts
1. Pmax=R.I² 0,5 A 15
max 5
R
I P d’où U=R.I=15x0,5=9 V
2. Il faut Rp tel que U= (R + Rp).I=12 V donc 159 5
, 0 R 12 I Rp U
2
1
Exercice 6: Puissance et énergie. 3 pts
1. On a Pél=Pu + Pj = 1000 3,00KW 60
10 .
120 3
j
u P
t E
2. Wél=Pélxt’=3,00.103x30x60=5,4.106 J
1,5 1,5
Exercice 7 : Résistance et intensité. 2 pts
1. On a
2k
5 , 1 2
5 , 1 1 2
3 2
3 2 1
x R
R R R R
Réq
2. 4mA
10 . 2
8
3
Réq
I E
1
1
Exercice 8 : Résistances en série. 2 pts
1. U= (R1+R2).I 3.10 A
10 ).
7 , 1 2 (
12 3
3 2
1
R R I U
2. UR1=R1XI=2.103 x3,2.10-3 =6,4 V UR2=R2XI=1,7.103 x3,2.10-3 =5,4 V
1 1 Exercice 9 : Perte en ligne lors du transport de l’énergie électrique. 11,5 pts
1. a. P=U.I
b. 2
2
²
. U
R P I R
Pj
2. a. D’après 1.b, il est évident que pour minimiser Pj il faut minimiser R, On peut donc influer sur la résistivité du conducteur et la section S du fil (on ne peut pas influer sur la longueur l qui est fixe).
b. Il faudrait alors augmenter la section des fils mais ce n’est pas réalisable car leur poids va être trop important par rapport à ce que peuvent supporter les pilônes.
1 2
1
1
3. La seule solution qui reste est donc d’augmenter la tension qui passe dans les fils. THT signifie Très Haute Tension.
4. a. 1,7.10 10
. 10
10 . 100 10 . 7 , 1
. 2
6 3 8
S R l
b. 8,6.10 W
10 . 400
10 . 10 9
. 7 ,
1 4
2 3 6 2
2 2
U
R P Pj
c. 8,6.10 W
10 . 40
10 . 10 9 . 7 ,
1 6
2 3 2 6
2
2
U
R P Pj
d. On observe que si l’on transporte de l’électricité à une tension 10 fois supérieur à 40 kV, on a 100 fois moins de perte par effet Joules ; il y aura donc beaucoup plus d’énergie utile disponible si l’on utilise la THT.
5. 3 2 2
2 3 4
2 6 3
8 2
2
cm 10 soit m 10 . 0 , ) 1
10 . 40 ( 10 . 6 , 8
) 10 . 9 ( 10 . 100 10 . 7 , 1 .
.
x
x x
U P
P l R S l
j
ce qui représente
un très gros diamètre.
1 1 1
1
1
1,5
