LYCEE JULES SAGNA DE THIES PREMIERE S2 DEVOIR N°3 DUREE 04H 2013 – 2014
www.juufpc.jimdo.com Page | 1 CHIMIE 08 POINTS
EXERCICE 1 : COMBUSTION D’UN MELANGE GAZEUX (04 pts)
Un mélange contenant n1 moles de méthane et n2 moles d’éthane produit, par combustion complète avec du dioxygène en excès, du dioxyde de carbone et de l’eau.
La masse d’eau condensée et recueillie est de 21,6g. Le dioxyde de carbone formé est « piégé » dans un absorbeur à potasse. La masse de l’absorbeur s’accroît de 30,8g.
1-Ecrire les équations des réactions de combustion du méthane et de l’éthane.
2-Calculer la quantité de matière d’eau formée.
3-Calculer la quantité de matière de dioxyde de carbone produit.
4-En tenant compte des coefficients stœchiométriques des équations de réaction, exprimer les quantités de matière d’eau et de dioxyde de carbone formés en fonction de n1 et n2. Calculer n1 et n2. 5-Calculer dans le mélange initial d’alcanes, la composition en masse (exprimée en %) de chacun des deux composés.
EXERCICE 2 : COMBUSTION D’UN MELANGE GAZEUX (04 pts)
1-Un composé A, bout à température. D’autre part, le craquage thermique de A donne du carbone et de l’hydrogène.
1.1-Quels renseignements peut-on en déduire pour A ?
1.2-Comment aurait-on pu montrer que A est un composé organique ?
2-La combustion de 7,2g de A donne 22g de dioxyde de carbone et 10,8g d’eau.
2.1-Ecrire l’équation générale de combustion d’un alcane linéaire.
2.2-Montrer que l’on peut déterminer la formule brute de A.
3-La formule développée de cet alcane est-elle unique ? Combien y a-t-il d’isomères de chaîne ? 4-Le dichlore est, en présence lumière, décoloré par la vapeur de A. Que se passe-t-il ? Ecrire l’équation de la réaction
5-L’étude des produits de substitution par le dichlore montre qu’il existe un seul dérivé monochloré.
5.1-Montrer qu’il est alors possible de donner la formule développée de A.
5.2-Comment passe –t-on de la formule du méthane à celle de A ? 6-Donner le nom de A.
PHYSIQUE 12 POINTS EXERCICE 3 : SOLIDE SUR PISTE CIRCULAIRE ET RESSORT (05 pts)
Une piste ABC est formée de deux tronçons : - AB est un arc de cercle de rayon r = 15 m, - BC est une partie rectiligne et horizontale de
longueur = 15 m.
Un cube de masse m = 1 kg, assimilable à un point matériel est lancé à partir du point A, vers le bas avec une vitesse initiale vA = 6 m/s. Le point A est repéré par rapport à la verticale OB par l’angle = 60°.
1) Sur la partie AB les frottements sont négligeables. Par l’application du théorème de l’énergie cinétique, déterminer la vitesse du cube lors de son passage au point B.
2) Arrivé en B le cube aborde la partie horizontale BC. Sur ce tronçon existent des forces de frottements d’intensité constante . Il arrive en C avec une vitesse vC = 12,5 m/s. Calculer .
3) Arrivé en C le cube heurte l’extrémité d’un ressort de constante de raideur k = 500 N/m et le comprime. Calculer la compression maximale xo du ressort.
EXERCICE 4 : PENDULE DE TORSION (03 pts)
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www.juufpc.jimdo.com Page | 2 Un fil d’acier vertical, dont l’extrémité supérieure est maintenue immobile
est solidaire d’une barre de longueur , de masse m, soudée au fil en son milieu.
La barre reste horizontale.
1) Avec quelle vitesse la barre repasse-t-elle par sa position d’équilibre, lorsque, après l’avoir tournée d’un angle par rapport à sa position d’équilibre, on l’abandonne sans vitesse initiale ?
2) Aux deux extrémités de la barre, on place deux petits solides de même masse M. Répondre de nouveau à la question 1).
Le moment d’inertie de la barre est : ml² 12 J 1
EXERCICE 5 : POULIE A DEUX GORGES (04 pts)
Deux fils sont enroulés sur une poulie à deux gorges (de rayons R1< R2). L’un des fils est fixé à une charge de masse m ; sur l’autre fil, on exerce une force . L’action de l’axe de rotation sur la poulie est équivalente à une force
appliquée en un point de l’axe de rotation. Les poids de la poulie et des fils sont négligeables
1-Ecrire la relation entre F, R1, R2, m et g à l’équilibre.
2-La charge montre à vitesse constante vB . 2.1-Quelle relation existe-t-il entre vA et vB ?
2.2-Quelle longueur L de corde a-t-on tirée en A pour un déplacement h de la charge ?
