16/10/2002 DEVOIR N°1 - CORRECTION TS I.

26/10/12 DS1 TS 2012 2013 corr.doc 1/2

16/10/2002 DEVOIR N°1 - CORRECTION TS

I. Le son : caractéristiques et niveau sonore 1. Déterminer la célérité de l'onde sonore

1.1. On appelle onde mécanique progressive le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

1.2. À l’aide des courbes obtenues, on peut mesurer la célérité de l’onde sonore en connaissant la distance parcourue par l’onde (on connaît la distance entre les microphones) et la durée mise par l’onde pour parcourir cette distance (on peut déterminer ce retard sur les enregistrements).

1.3. Pour la distance M1M2 : vA = M1M2

tA

= 2,00

(0,008 – 0,002) = 330 m.s^-1. Pour la distance M2M3 : vB = M2M3

tB

= 3,00

(0,017 – 0,008) = 330 m.s^-1. 1.4. Les résultats obtenus sont cohérents. On a vA = vB

2. Attention à vos oreilles 2.1.

2.1.1 La longueur d’onde λ est la distance parcourue par l’onde pendant une période T.

OU la longueur d’onde λ est la distance minimale séparant deux points en phase.

2.1.2 λ = v × T

2.1.3 Le timbre d’un son dépend de la forme du signal.

La hauteur d’un son dépend de sa fréquence fondamentale 2.2.

2.2.1 On détermine la durée ∆t de n périodes (avec n le plus grand possible), ainsi on peut exprimer la période T = ∆t

n puis la fréquence f =1 T = n

∆t. On prend 8 périodes f = 8

(10,1-1,0) ×10^-3 = 8,8×10² Hz 2.2.2 Harmonique de rang 2 : f2 = 2×f, soit f2 =17,6×10² Hz, on ne conserve que deux chiffres significatifs

alors f2 ≈ 1,8×10³ Hz. Harmonique de rang 3 : f3 = 3×f soit f3 = 26,4×10² Hz ≈ 2,6×10³ Hz.

2.2.3 Le son de la flûte a des harmoniques c’est donc un son complexe.

2.3.

2.3.1 Seul le bouchon moulé respecte le critère de l’atténuation inférieure à 25 dBA.

Pour le bouchon en mousse l’atténuation est plus grande pour les sons de fréquence supérieure à 2000 Hz, celui-ci atténue davantage les sons aigus.

Ce bouchon laisse mieux passer les sons graves donnant la sensation d’un son sourd.

2.4.

2.4.1 Le bouchon en mousse ne modifie pas la fréquence du fondamental, ainsi la hauteur n’est pas modifiée. Par contre, il modifie le timbre car le spectre en fréquence (figure 5) est différent de celui de la flûte seule (figure 4).

Le bouchon en silicone, ne modifie pas le timbre, ni la hauteur du son. En effet les spectres en fréquence des figures 4 et 6 sont identiques.

2.4.2 La qualité du son est caractérisée par la hauteur et le timbre. Ces deux caractéristiques n’étant pas altérées, la qualité du son est conservée.

2.5.

2.5.1 L = 10 log(I I0

) = 10 log(1,0 × 10^-2

1,0 × 10^-12) = 1,0 × 10² dBA = 100 dBA

2.5.2 D’après la figure 3, l’atténuation du bouchon en silicone varie entre 20 dBA et 25 dBA.

Le batteur est alors soumis à un niveau sonore compris entre 75 et 80 dBA, soit en dessous du seuil de nocivité de 85 dBA. Ses facultés auditives ne sont pas altérées au cours du concert.

II. Le thymol et le bleu de bromothymol 1. Un produit naturel odorant

1.1. Le groupe hydroxyle OH.

1.2. Il s’agit de la fonction alcool.

2. Spectres infrarouges du thymol

2.1. La bande caractéristique correspondant à la vibration de la liaison O-H se situe vers 3 200-3 500 cm^–1. 2.2. Dans le thymol pur, il y a création de liaisons hydrogène et l’on a une bande large correspondant à la liaison

O-H vers 3 200-3 500 cm^–1. Par dilution, ces liaisons hydrogène disparaissent et la bande est fine vers 3 600- 3 700 cm^–1.

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2.3. Le nombre d’onde σ est l’inverse de la longueur d’onde λ.

σ = 1

λ soit λ = 1

σ = 1

(3000 cm^-1) = 3,3 × 10^-4 cm = 3,3 × 10^-6 m = 3,3 µm 3. Le bleu de bromothymol

3.1. Pour la forme acide, le maximum d’absorption est dans le bleu (λmax=440 nm). La couleur observée est jaune.

3.2. Pour la forme basique, le maximum d’absorption est dans le rouge (λ_max = 630 nm) : elle apparaît cyan.

III. Représentation topologique et nomenclature des molécules 1) a : C5H10 ; b : C6H12O2 ; c : C6H12O2 ; d : C4H9NO ; e : C4H8 ; f : C4H8

2) Deux molécules sont isomères si elles ont même formule brute mais une formule développée différente Les molécules b et c sont isomères de même que les molécules e et f.

3) Entourer et nommer le groupe caractéristique de chaque molécule

4) a : méthylbut-2-ène (ou 2-méthylbut-2-ène) ; b : 2-méthylbutanoate de méthyle ;

c : acide éthylbutanoïque ; d : butanamide ;

e : (Z)-but-2-ène ; f : (E)-but-2-ène

O

O

O

OH

a b c

e f d

alcène

alcène alcène

ester

groupe carboxyle

groupe amide N

H₂ O

1.1 ¹

1.2 1 2

1.3 ^{1 2 CHS-U}

1.4 ¹ 2.1.1 ¹ 2.1.2 ¹ 2.1.3 1 2 2.2.1 ^{1 2 3} 2.2.2 ¹

2.2.3 1 2.3.1 ^{1 2} 2.4.1 ^{1 2 3} 2.4.2 ¹

2.5.1 ¹ I

2.5.2 1 2 /24

1.1 ¹ 1.2 ¹ 2.1 1 2.2 ¹

2.3 ^{1 2 CHS-U}

3.1 ¹ II

3.2 ¹ /8

1 1 2

2 ^{1 2}

3 ^{1 2}

III

4 ^{1 2} /8

TOTAL : ... /40

NOTE : ... /20