Devoir de Sciences physiques n° 3 Durée : 1h Exercice 1 1ère

Devoir de Sciences physiques n° 3
Durée : 1h
Exercice 1
1ère partie
Pour déterminer la concentration en soluté apporté, c, d’une solution de phosphate de fer II (3 Fe2+ +2PO43-), on
mesure sa conductivité σ. A 25 °C on trouve 439 mS.m-1.
1) Pourquoi précise-t-on la température lors de la mesure ?
2) Exprimer la conductivité de la solution en fonction des conductivités molaires ioniques des ions présents
et de la concentration en soluté apporté, c de la solution.
3) Déterminer la concentration c de la solution en mol.L-1.
2ème partie
On cherche à vérifier la composition d’un flacon de sérum physiologique qui contient 1L de solution de
chlorure de sodium dont l’étiquette est reproduite ci-dessous :
On dispose d’une courbe d’étalonnage (figure 1) obtenue en mesurant la conductivité, s, de solutions de
chlorure de sodium de concentrations connues.
1) Compte tenu des indications sur l’étiquette, quelles sont les concentrations effectives des ions Na+(aq) et
Cl—(aq), de la solution contenue dans le flacon ?
La solution à analyser est diluée 20 fois, la conductance mesurée est : G = 4,00 mS.
2) Déterminer la conductivité correspondante sachant que la constante de cellule du conductimètre utilisé
est k = 4.10-2m.
3) Quelle est la concentration en soluté apporté, c, de ce sérum physiologique ? Commentez votre résultat.
4) Quelle est la concentration massique en chlorure de sodium, t m, de ce sérum ?
Données :
Masses molaires (g.mol-1) pour Na : 23,0 pour Cl : 35,5
ions
λ (mS.m2.mol-1) à
25°C
Fe2+
PO43-
Na+
Cl—
10,70
27,84
5,01
7,63
Exercice 2
Une cabine de funiculaire est tractée par un câble dont la tension est assurée par un moteur électrique
commande par ordinateur. La voie est construite sur une pente faisant un angle de 45° ,par rapport à
l’horizontale. Lors des déplacements le mouvement est rectiligne. La masse de la cabine est m = 3,6t
A. Démarrage de la cabine à la montée.
Le calculateur ajuste la tension du câble de traction de telle sorte que l’accroissement de la vitesse soit de
1m.s-1 pendant les trois premières secondes de la montée.
1. représenter le vecteur Δv ainsi que la résultante des forces F appliquées à la cabine. Justifier cette
représentation ?
2. Calculer la vitesse acquise à la fin de cette phase de démarrage.
B. Montée de la cabine à vitesse constante.
1. Faire le bilan des forces s’exerçant sur la cabine.
2. Quelle relation ces forces vérifient-elles ? Justifier
3. La résultante des forces de frottement a une intensité égale à 0,12 fois celle de la réaction du
support. Représenter les forces et déterminer leur intensité.
4. La vitesse vaut v = 10,8 km.h-1.
a. Donner la relation entre la puissance développée P et la valeur de la force T de traction
dont le point d’application se déplace à la vitesse v au cours du déplacement rectiligne.
b. Calculer cette puissance.
c. Calculer le travail de la force de pesanteur lorsque la cabine passe de l’altitude z1 =
1052m à l’altitude z2 = 1437m.
C. Arrivée de la cabine
Le dispositif informatisé ajuste la tension du câble de telle sorte que la cabine s’immobilise en 3 secondes.
Représenter le vecteur Δv ainsi que la résultante F’ des forces appliquées au système.