Nom : Prénom :
2de 5 DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE-CHIMIE N°6
Exercice 1 Autour d’une formule ( Entourer la réponse correcte ) Les centres de deux astres à répartition sphérique de masse sont situés à la distance d.
Que deviendrait la valeur de la force d’attraction gravitationnelle s’exerçant sur chaque astre si, les valeurs des autres grandeurs restant inchangées :
1- la masse de l’un des astres était multipliée par 2 ( × 2 × 4 × 6 ÷ 2 ÷ 4 inchangée) 2- la masse de chaque astre était multipliée par 3 ( × 3 × 6 × 9 ÷ 3 ÷ 6 ÷ 9 inchangée) 3- la distance d était multipliée par 3 ( × 3 × 6 × 9 ÷ 3 ÷ 6 ÷ 9 inchangée)
4- la masse de chaque astre et la distance d étaient multipliées par 2 ( × 2 × 4 × 16 ÷ 4 ÷ 2 ÷ 16 inchangée ) Exercice 2 Satellite
Masse de la Terre : MT = 6,0 x 10 21 tonnes Masse du Soleil : MS = 2,0 x 10 30 kg Masse du satellite : mS = 40,0 . 10 4 g G = 6,67.10 – 11SI
Distance du centre de la Terre au centre du Soleil : DTS = 150 millions de kilomètres
Distance du centre de la Terre au satellite : dTSat = 6500 km Rayon de la Terre : RT = 6,37.10 3 km
Soit un satellite artificiel de la Terre assimilé à un point. La Terre est supposée à répartition sphérique de masse.
Le satellite a une trajectoire circulaire autour de la Terre. Le centre du Soleil et celui de la Terre sont alignés avec le satellite qui se trouve entre le soleil et la Terre au moment de notre étude.
1- Schématiser ci-dessous le Soleil, la Terre et le satellite comme le décrit l’énoncé et représenter les distances DTS et dTSat sans souci d’échelle. ( voir ci-dessus )
2- Déterminer la valeur F1 de la force d’attraction gravitationnelle exercée par le Soleil sur le satellite.
1 2
30 11
1 9 6
( )
2, 0.10 400 6, 67 10
(150.10 6, 5.10 ) 2,37
S sat
T
M m F G
R h F
N
−
= × × +
= ⋅ × ×
−
≅
2
3- Déterminer la valeur F2 de la force d’attraction gravitationnelle exercée par le Terre sur le satellite.
2 2
21 11
2 6 2
( )
6, 0.10 400 6, 67 10
(6, 5.10 ) 3788, 9
T sat
TSat
M m F G
d F
N
−
= × ×
= ⋅ × ×
≅
4- Représenter la force F1 sur le schéma de la question 1 en précisant l’échelle choisie.
5- On considère qu’une force F est négligeable par rapport à une force F’ lorsque le rapport des valeurs est tel que F / F’ < 10 – 2.
La force d’attraction gravitationnelle du Soleil sur le satellite est-elle négligeable par rapport à celle de la Terre sur le satellite ?
1 4 2
F 6.10 F
≈
− La force d’attraction du Soleil sur le satellite est donc négligeable.Exercice 3 Y voir clair ( questions 3, 4, 5, 7 à justifier – plusieurs réponses possibles )
1- Une mole d'un corps constitué de molécules c'est …
12 g de ce corps M grammes de ce corps 6,022.1023 molécules 1,67.10-27 kg de ce corps 2- Le nombre d'Avogadro …
s'écrit NA s'écrit n vaut 12,000 000...
vaut 6,022.1023 se mesure en mol–1 est le nombre d'atomes dans 12 g de carbone 12
3- La masse molaire du nitrate de cuivre Cu(NO3)2 avec M(Cu)=63,5 g.mol-1 ; M(N)=14,0 g.mol-1 et M(O)=16,0 g.mol-1 vaut :
243,5 g.mol-1 { 187,5 g.mol-1 { 125,5 g.mol-1 { 251,0 g.mol-1 {
M = M( Cu ) + 2 * M( N ) + 6 * M( O) Justification :
4- Le cuivre naturel est constitué de 69,1 % de cuivre 63 et de 30,9 % de cuivre 65. Trouver la masse molaire du cuivre naturel.
69,1 30, 9 1
63 65 63, 618 .
100 100
M = × + × = g mol −
Justification :
5- L'iode a une masse molaire M(I) = 127 g.mol-1. Dans 5,08 g de diiode I2 on trouve une quantité n de diiode de :
4.10–2 mol 2.10–2 mol 20 mmol 0,08 mol
5, 08 2
254 2.10
n m m
M
= = = − ol
Justification :
6- La formule donnant la quantité de matière n contenue dans un volume V de solution de concentration C est :
n = C
V { n = V
C { n = 1
C.V { n = C.V {
7- Dilution : on prélève V1 = 10 mL d'une solution mère de concentration C1 = 1,0.10-1 mol.L-1 que l'on verse dans une file jaugée de V2 = 50 mL. On complète au trait de jauge avec de l'eau distillée. La solution fille obtenue a une concentration C2 de :
5,0.10–2 mol.L-1 { 2,0.10–2 mol.L-1{ 5,0.10-1 mol.L-1 { 2,0.10-3 mol.L-1 {
1 2
2
C V C = V
1 donc
2 1
1 1 2
2
2.10 .
C C V m
V − ol L −
= =
Justification :
Exercice 4 Citronné
Afin de donner une saveur acidulée, on ajoute à certaines boissons de l’acide citrique, de formule C6H8O7 et désigné par le code E330.
1- Calculer la masse molaire moléculaire de l ‘acide citrique.
M = 6 M( C ) + 8 M ( H ) + 7 M ( O ) = 192 g.mol-1
2- Dans quels fruits frais trouve-t-on cet acide ? Citrons,agrumes !
3- Une boisson contient 30 g. L-1 d ‘acide citrique. A quelle concentration molaire cela correspond-il ?
30 1
0.15 . 192
n m m
M ol L −
= = =
4- Cette boisson existe dans des conditionnements différents : canettes, bouteilles…Quelle est la quantité de matière dans une canette de 33cL ? Dans une bouteille de 75 cL ?
2 1
1 0,15 0, 33 5.10 .
n = × = C V × ≈ − mol L −
1
2 0,15 0, 75 0,12 .
n = × = C V × ≈ mol L −
Données : masses molaires atomiques : M ( C ) = 12 g.mol-1 ; M ( O ) = 16 g.mol-1 ; M ( H ) =1 g.mol-1 Exercice 5 Concentration
Données : M( Cu ) = 63,5 g.mol-1 M( O ) = 16,0 g.mol-1 M ( S ) = 32,1 g.mol-1
On désire préparer 500mL d'une solution de sulfate de cuivre de concentration molaire 2,00.10-1mol.L-1. On utilise pour cela du sulfate de cuivre anhydre en poudre de formule CuSO4.
1- Que signifie le mot anhydre ? Qui ne contient pas d’eau.
2- Quelle masse de soluté doit on peser pour réaliser cette solution ? M = 159,6 g.mol-1
n = CV = 2.10-1 * 0,5 = 10-1 mol m = n * M = 10-1 * 159,6 = 15,96 g
Décrire brièvement le protocole expérimental utilisé pour réaliser cette opération.
Voir TP ou vidéo pour le protocole.
3- On veut diluer cette solution avec une fiole jaugée de 100mL. Quel volume de solution doit-on prélever pour obtenir une solution de concentration 1,30.10-2mol.L-1?
2 2 1
1
C V 6, 5
V m
= C = L
Décrire leprotocoleexpérimental permettant de réaliser cette opération.
Idem
