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Le 22/03/2017 Devoir n°6B (1h) - Calculatrice autorisée Page : 1 / 2
I. Réactions nucléaires (14 points/60)
1) Les lois de conservation (ou lois de Soddy) lors d’une réaction nucléaire sont : La conservation du nombre de charge Z ;
La conservation du nombre de masses ou nombre de nucléons A ; Remarque : la masse n’est pas conservée.
2) Les rayonnements émis lors d’une désintégration nucléaire proviennent de la désexcitation des noyaux fils créés.
Ils reviennent dans un état fondamental en émettant un rayonnement .
3)
235
92U + 10n → 13953I + 9439 Y + 3 10n fission nucléaire
244
96Cm → 24094Pu + 42He radioactivité
210
83Bi → 21084Po + 0-1e- radioactivité -
74
33As → 7432Ge + 01e+ radioactivité +
21H + 11H → 32He fusion nucléaire II. Réacteurs nucléaires (20 points/60)
1. Le réacteur international expérimental ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) 1.1. Equation de cette fusion nucléaire : 21H + 31H 42He + 10n
1.2. La température du milieu doit être de l’ordre de 100 millions de degrés pour vaincre la force de répulsion qui s’exerce entre le noyau de deutérium et celui de tritium qui sont tous deux chargés positivement.
1.3. Une réaction de fusion nucléaire se trouve naturellement dans les étoiles.
2. La fission
2.1. m1 = m(10n) + m(23592 U) = 1,67749 10-27 + 3,90216 10-25 = 3,91893 10-25 kg
2.2. m2 = m(13954 Xe) + m(9438Sr) 3 m(10n) = 2,30631 10-25 + 1,55916 10-25 + 3 1,67749 10-27 m2 = 3,91579 10-25 kg
2.3. m = m2 - m1 = 3,91579 10-25 - 3,91893 10-25 = -3,1402 10-28 kg.
2.4. Le signe de m est négatif car il y a perte de masse lors d’une réaction nucléaire. Cette perte de masse se retrouve sous forme d’énergie d’après la relation d’Einstein E = m c².
2.5. E libérée = m c² = 3,1402 10-28 (2,997 924 58 108)² = 2,82227 10-11 J E libérée = 2,82227 10-11
1,602 18 10-13 = 176 MeV III. Le méthanol (16 points/60)
1) La molécule de méthanol est polarisée car l’atome d’oxygène est plus
électronégatif que l’atome d’hydrogène donc une charge partielle négative est sur l’atome d’oxygène et une charge partielle positive sur l’atome d’hydrogène.
2) La quantité n de méthanol s’exprime par n = C V et sa masse par m = n M Soit m = C V M ; m = 4,0 10-3 50,0 10-3 (12,0 + 4 1,0 + 16,0) m = 6,4 10-3 g (ou 6,4 mg).
3) A l’aide d’une balance initialement tarée très précise (0,1 mg), on pèse 6,4 mg d’éthanol dans une coupelle
Il faut verser ce liquide dans une fiole jaugée de 50,0 mL. Puis remplir aux 3/4 avec de l’eau distillée la fiole jaugée et homogénéiser la solution. Enfin remplir jusqu’au trait de jauge et mélanger de nouveau
C O
H
H H
H
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IV. Liquide de refroidissement : l’éthylène glycol (10 points/60)
1) Les principales interactions qui s’exercent dans la molécule d’éthane sont les interactions de Van der Waals qui sont de courte portée.
2) L’écart entre les températures d’ébullition de l’éthane (-89°C), de l’éthanol (79°C) et de l’éthylène glycol (198°C) s’explique par la présence de liaisons hydrogène dans l’éthanol et l’éthylène glycol.
Plus il y a de liaisons hydrogène, plus la température d’ébullition est élevée.
Dans l’éthylène glycol, il existe 2 groupes hydroxyle -OH d’où une température d’ébullition plus élevée que pour l’éthanol.
Les liaisons hydrogène s’expliquent par la différence d’électronégativité entre l’atome d’oxygène et de l’atome d’hydrogène mais aussi par la présence doublets non liants sur l’atome d’oxygène.
3) La température d’ébullition de l’éthylène glycol (198°C) étant plus élevée que celle de l’eau (100°C), le liquide ne se vaporise pas au contact des moteurs.
I
1 1 2 3 4
/14 2 1 2
3 1 2 3 4 5 6 7 8
II
1.1 1
/20 1.2 1 2 3
1.3 1
2.1 1 2 CHS-U-CV
2.2 1 2 CHS-U-CV
2.3 1 2 CHS-U-CV
2.4 1 2 3
2.5 1 2 3 4 5 6 CHS-U-CV
III
1 1 2 3 4
/16
2 1 2 3 4 CHS-U-CV
3 1 2 3 4 5 6 7 8
IV
1 1 2
/10 2 1 2 3 4 5 6
3 1 2
