اختبار الفصل الثالث في الفزيياء 4102/4102 سبحان هللا و بحمده سبحان هللا العظيم الترمين األول 12( :نقاط) بهدف تتبع التحول الكيميائي التام بني حمض كلور الماء ( ) CL+ Hو كربونات الكالسيوم الصلب . + - ندخل عند اللحظة t=0كتلة مقدارها mمن كربونات الكالسيوم )s( CaCOداخل حجم V=100ml 0 3 من حمض كلور الماء تركزيه C ينمذج التفاعل الكيميائي الحاصل بالمعادلة: CaCO3 + 2H3O+ + = Ca2+ + CO2 + 3H2O لمتابعة الزمنية لتطور الجملة الكيميائية مكنت من حساب كتلة كربونات الكالسيوم mالمتبقية في كل لحظة حيث يوضح البيان تغريات mبداللة t أنجز جدوال لتقدم التفاعل بني أن عبارة ( m (tفي أي لحظةتعطى بالعالقة ]m(t) = m0 – 10[Ca2+ أوجد مقدار التقدم األعظمي- أحسب الرتكزي المولي اإلبتدائي لمحلول حمض كلور الماء C -عرف رسعة التفاعل واكتب عبارتها بداللة m ،Mحيث M الكتلة المولية لـ CaCO3 3 أ) أحسب قيمتها عند اللحظة t = 00 ب) إستنتج رسعة تشكل الشاردة Caعند t=640 s 2+ عرف زمن نصف التفاعل t1/2 -بني أنه 𝑓𝑚𝑚0 + 1 2 2 = ) 𝑡 = 𝑡( 𝑚 ثم استنتج قيمة زمن نصف التفاعل بيانياالمعطيات : O =16g /mol ،C =12g/mol ،H = 1g/mol ،Ca = 40g/mol الترمين الثاني 12( :نقاط) البولونيوم عنرص مشع و نادر الوجود في الطبيعة .اكتشف عام 9881م في احد الخامات ،النظري الوحيد الموجود في الطبيعة هو 210 𝑂𝑃84 210 206مع انبعاث إشعاعات. -يتفكك البولونيوم 𝑂𝑃 84معطيا نواة الرصاص 𝑏𝑃82 أ) حدد تركيب النواة 210 𝑂𝑃84 ب) اكتب معادلة التفكك النووي الحادث مع توضيح كل اإلشعاعات . -4تحوي عينة من عنرص مشع 𝑋𝑍𝐴 عند اللحظة t = 0كتلة ،𝑚0عند اللحظة tتتفكك الكتلة 𝑑𝑚 و تبقى الكتلة mدون تفكك أ) أوجد عبارة قانون التناقص اإلشعاعي للكتلة mبداللة ،moو t ب) أوجد عبارة 𝑑𝑚 بداللة ،𝑚0و t 𝑑𝑚𝑑 m,و ج) أوجد العالقة اليت تربط 𝑡𝑑 𝑑𝑚𝑑 -3بواسطة وسيط معلوماتي تمكنا من رسم المنحىن الممثل جانبا )= f(m أ) باإلعتماد على العالقة البيانية و العالقة النظرية في السؤال -2ج : أوجد قيمة ثابت الزمن عرف زمن نصف العرم وحدد قيمته𝐴 -تعرف على النواة المشعة 𝑋𝑍 -2نعترب كتلة هذه العينة معدومة عندما تصبح مساوية لـ 9%من قيمتها اإلبتدائية - أحسب بداللة ثابت الزمن المدة الزمنية الالزمة إلنعدام كتلة العينة . 𝑡𝑑 - هل يمكن تعميم هذه النتيجة لكل نواة مشعة .علل ؟ المعطيات :الجدول مستخرج من الجدول الدوري للعنارص النواة النواة 𝑖𝐵83 𝐼53 𝑂𝑃84 الزمن 𝑡1/2 60 min 8 jours 138.9 jours الترمين الثالث 12( :نقاط) نعترب الرتكيب التجرييب الممثل جانبا والمتكون من مولد مثالي للتوتر قوته المحركة Eو ناقلني أوميني R1و R2حيث R2 = 2R1 = 1Kومكثفة سعتها Cو بادلة . بعد شحن المكثفة كليا نؤرجح البادلة للموضع اآلخر إلنجاز عملية تفريغ المكثفة .عند لحظة نعتربها مبدءا للزمن t = 0 -0في أي الموضعني تم وضع البادلة عند اللحظة t = 0 -4أحسب ) 𝑢𝑐 (𝑡 = 0و )𝑢𝑅2 (𝑡 = 0 -3بني أن المعادلة التفاضلية اليت يحققها التوتر )𝑡( 𝑢𝑅2بني طرفي الناقل األومي R2هي : 𝑑𝑢𝑅2 + 𝑢𝑅2 = 0 𝑡𝑑 محددا عبارة بداللة ممزيات الدارة -2بني أن 𝑢𝑅2 (𝑡 ) = 𝐴𝑒 −𝑡/حل للمعادلة التفاضلية محددا عبارة الثابت A -5استنتج عبارة التوتر )𝑡( 𝑐𝑢 -6خالل عملية تفريغ المكثفة ،أكتب عبارة )𝑡( 𝑐𝐸 الطاقة المخزنة في المكثفة عند اللحظة t بداللة الزمن ،tثابت الزمن و ) 𝐸𝑐 (0الطاقة المخزنة في المكثفة عند اللحظة t = 0 أ) بواسطة وسيط معلوماتي نعاين تغريات )) 𝑡( 𝑐𝐸( lnبداللة الزمن tفنحصل على المنحىن التالى : إعتمادا على المنحىن والعالقة النظرية اليت يطلب إيجادها أوجد قيمة كل من 𝐸𝑐 (0) :و استنتج قيمة كل من : - القوة المحركة للمولد Eوسعة المكثفة C -7نريد تركيب مكثفة أخري سعتها ' Cفي دارة التفريغ لتقليص مدة التفريغ إلى نصف مدة الشحن دون تغيريها . - بني أن : 𝐶 3 = 𝐶′ الترمين الرابع 12( :نقاط) جميع القياسات تمت عند الدرجة 25C° المعطيات :الحجم المولي ، VM = 24L/mol:الجداء الشاردي للماء Ke = 90-14 : ثابت الحموضة للثنائية CH3C00-/CH3COOH pKa2 = 4.8 -9نذيب حجما V0 = 0.12 Lمن غاز النشادر NH3في الماء المقطر فنحصل على محلول مائي S1 حجمه و تركزيه المولى ، Cنقيس pHالمحلول S1فنجد pH = 10.6 -9-9 عرب عن الرتكزي المولى Cللمحلول S1بداللة Vo، Vو . VMأحسب قيمة C -2-9 أكتب معادلة التفاعل الحاصل -3-9 أنئش جدوال لتقدم التفاعل -0-9عرب عن نسبة التقدم النهائي 1للتفاعل بداللة Ke، Cو . pHأحسب قيمة 1ماذا تستنتج ؟ -5-9 -6-9 أوجد عبارة ثابت التوازن Kبداللة Cو .1أحسب K استنتج أن قيمة ثابت الحموضة pKa1للثنائية 𝑁𝐻4+/𝑁𝐻3هي pKa1 = 2 ,1 -2نزمج حجما V1من المحلول S1مع حجما 𝑉1 2 = 𝑉2من محلول مائي لحمض اإليثانويك CH3COOHله نفس الرتكزي المولى Cفيحدث تفاعل ينمذج بالمعادلة : 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝑁𝐻3 = 𝑁𝐻4+ + 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂− -9-2باإلعتماد على جدول التقدم لهذا التفاعل ،أثبت أن نسبة التقدم النهائي للتحول تحقق العالقة : 𝑉1 ) 𝑉2 (1 + 10 𝑝𝐻−𝑝𝐾𝑎1 = -2-2أحسب علما أن pHالزميج هو ، pKa1=pHماذا تستنتج ؟ -3-2أوجد Kثابت التوازن المقرون بمعادلة تفاعل النشادر مع حمض اإليثانويك بداللة pKa1و pKa2 أحسب قيمة . Kهل تتوافق هذه القيمة مع نتيجة السؤال السابق . الترمين التجرييب 12( :نقاط) تعترب حركة السقوط الشاقولي أكرث الحركات المستقيمة المعاينة في الحياة اليومية ،ندرس في هذا الترمين السقوط الشاقولي لكرية من الفوالذ في الهواء وفي سائل لزج شفاف يوجد داخل أنبوب شاقولي شفاف و مدرج نحرر عند اللحظة t = 0كرية من فوالذ متجانسة كتلتها mو نصف قطرها rومركز عطالتها Gبدون رسعة إبتدائية من الموضع Oيوجد على إرتفاع Hمن السطح الحر للسائل ( الشكل )9فتسقط في الهواء ثم في سائل ( )Lكتلته الحجمية L معطيات :نصف قطر الكرية g = 9.8 m/s2 ، r = 5.10-3 m الكتلة الحجمية للفوالذ H = 0.46 m ، a = 7800 Kg/m3 -1ندرس حركة الكرية في معلم ) ⃗ 𝐾 (𝑂.مرتبط بسطح األرض نعتربه غاليليا ،نختار المستوى األفقي الذي يشمل السطح الحر للسائل مرجعا لقياس الطاقة الكامنة الثقالية. -9-9 أوجد تغري الطاقة الكامنة الثقالية للكرية بني لحظة إنطالقها و لحظة وصولها إلى -2-9 أوجد بطريقتني مختلفتني تحريكية و طاقوية قيمة 𝑣1رسعة الكرية عند وصولها إلى السطح الحر للسائل السطح الحر للسائل -3-9 حدد قيمة الطاقة الميكانيكية للجملة ( كرية -أرض ) -2ننمذج تأثري السائل على الكرية أثناء الحركة في السائل بقوة إحتكاك ⃗ 𝐾𝑣𝑟𝜂𝜋 𝑓 = −6حيث 𝑣 رسعة Gعند اللحظة tو 𝜂 لزوجة السائل ،ونعترب أن دافعة أرخميدس غري مهملة بالنسبة لباقي القوى المطبقة على الكرية نختار لحظة وصول الكرية إلى السطح الحر للسائل مبدءا جديدا للزمن ()t = 0 𝑣 𝑣𝑑 -9-2بني أن المعادلة التفاضلية اليت تحققها الرسعة 𝑣 تكتب على الشكل + 𝜏 = 𝐵 : 𝑡𝑑 -2-2حدد عبارة 𝜏 و Bبداللة المعطيات ،ما هو مدلولهما الفزييائي -3-2بني أن :حل للمعادلة التفاضلية السابقة 𝑡 𝐵𝜏 𝑣(𝑡 ) = (𝑣1 − 𝜏𝐵)𝑒 −𝜏 + -0-2أكتب عبارة ) 𝑡( 𝑣 بداللة 𝑣1و 𝜏 و الرسعة الحدية 𝑚𝑖𝑙𝑣 لرمكز عطالة الكرية. -3تم بواسطة وسيط معلوماتي الحصول على منحىن الشكل 2و الممثل لتغريات الرسعة 𝑣 بداللة الزمن 𝑡 : أوجد كل من الرسعة الحدية 𝑚𝑖𝑙𝑣 و معامل اللزوجة 𝜂 و الكتلة الحجمية Lللسائل .