Telechargé par Prosper SALAKO

1D1T2nde

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CSP Père Thomas Moulero D.
ANNEE SCOLAIRE: 2019 – 2020
DEUXIÈME SERIE DE DEVOIRS SURVEILLÉS DU PREMIER TRIMESTRE
Classe : 2nde C/D
EPREUVE : PCT
Durée : 3h
Compétences évaluées : CD1 et CTV8
CDN°1 : Elaborer une explication d’un fait ou d’un phénomène de son environnement naturel ou
construit en mettant en œuvre les modes de raisonnement propre à la physique, à la chimie et à la
technologie.
CTV8 :: Communiquer de façon précise et appropriée.
A-CHIMIE ET TECHNOLOGIE
Contexte :
A l’approche de la première série d’évaluation de production scolaire, Hermine élève en classe de
seconde scientifique a décidé d’évaluer son niveau de maîtrise de notions apprises au cours en
s’appuyant sur des supports. Au cours de sa recherche, elle a découvert dans le livre de PCT les
affirmations suivantes :
-« Chacune des particules qui constituent un atome, possède une masse qui lui est propre. »
-« Un nucléide est représenté par le symbole 𝐴𝑍𝑋 ».
Elle a découvert également sur un support d’évaluation une liste d’éléments chimiques dont on
demande de déterminer la structure. Cependant elle a encore des difficultés à déterminer la
composition d’un élément chimique. Elle se rapproche de Gémiel, l’un de ses camarades, le plus
éveillé de la classe mais ce dernier se perd dans certaines explications.
Support :






Données :
Masses d’un proton : mp=1,673.10-27kg
Masses d’un neutron : mn : 1,675.10-27kg sont tel que ;
Masse d’un électron de charge est me-=9,109.10-31kg.
Charge élémentaire e=1,6.10-19C
On considère un noyau atomique 𝐴𝑍𝑋. Son ion 𝐴𝑍𝑋2+comporte 18 électrons et 20 neutrons dans
la structure.
 L’hydrogène naturel est constitué d’un mélange de trois isotopes : 11𝐻 , 21𝐻 et 31𝐻 dont les
proportions en nombre sont respectivement : P1, P2, et P3 telles que P2=3P3
-Masses molaires atomiques : M ( 11𝐻)=1g.mol-1 ; M ( 21𝐻)=2g.mol-1 ; M ( 31𝐻)=3g.mol-1
-Masses molaire atomiques de l’hydrogène naturel : M (H)= 1,06g.mol-1
-Un échantillon d’hydrogène naturel contient 2,045.1026 atomes.
40
27
16
24
17
 Listes B de quelques éléments chimiques : 35
17𝐶𝑙 ; 20𝐶𝑎 ; 13𝐴𝑙 ; 8𝑂 ; 12𝑀𝑔 ; 8𝑂
Tableau
Eléments
chimiques
Nombres de
protons
Nombre de
neutrons
Nombre
d’électrons
Formule
électronique
35
17𝐶𝑙
27
13𝐴𝑙
16
8𝑂
16 28𝑂
2 +
1𝐻
Tâche : Elaborer une explication sur la structure d’un atome
Consignes:
1.
1.1. Cite les constituants d’un noyau atomique et préciser le signe de la charge électrique
portée par chacun d’eux.
1.2. Démontrer que l’atome de chlore de la liste B est électriquement neutre.
1.3 Reproduire et compléter le tableau du support
2.
2.1. Déterminer la composition (nombre de protons, nombre de neutrons et nombre
d’électrons) dans l’atome dont le noyau est 𝐴𝑍𝑋
2.2. Identifier l’atome X.
2.3. Calculer les masses du noyau 𝐴𝑍𝑋 et de l’atome X. Comparer ces masses et conclure.
3.
3.2. Relever dans la liste B les nucléides isotopes ;
3.3. Déterminer les pourcentages P1 ; P2 ; et P3 respectifs des isotopes 11𝐻 ; 21𝐻 ; et 31𝐻 contenus
dans une mole de l’hydrogène naturel puis calculer la masse de l’échantillon d’hydrogène.
Figure 2
B-PHYSIQUE ET TECHNOLOGIE
Fil cylindrique en aluminium longueur L= 1met de
Contexte
section
S= 3mm2
Masse
ρ=2700
kg. m-3 découvre dans un recueil d’évaluation de PCT des
Zoé volumique
apprenant de
en l’aluminium
classe de 2nde
scientifique
-1
Masse
molaire
M(Al)=27g.mol
montages
et atomique
schémas de
circuits électriques. Les informations qui les accompagnent ont rapport aux
Nombre
d’Avogadro
Ɲ=6,02.10
atomes.électrique
mol -1 et la tension électrique. Il décide alors de mettre en
lois relatives
à l’intensité
du 23courant
Unpratique
atome d’aluminium
engendre
trois électrons
les connaissances
construites
au coursdede la SA n°1.
conduction





Support
P
H
G
Figure 1






Le débit d’électron dans la branche GF
est d=1,15.1019 e-.s-1.
Charge élémentaire : 1,6.10-19C.
L’aiguille de l’ampèremètre, utilisé sur le
calibre Ic= 6,25A, dévie au 4/5 de
l’écran.
ǀU1ǀ=22V ; U4=-5V ; U5=3V ; U7=10V.
Il passe n=5,625.1020 électrons en 3
minutes à travers une section de fil dans
J
la branche HP.
I1=2I2 et I3=I7=0,4A
U9
U
A
N
U8
F
A
Tâche : Expliquer des faits.
1.
1.1 Enoncer la loi des nœuds et la loi des mailles puis précise les nœuds du montage de la figure 1
1.2 Reproduire et complèter le montage de la figure 1 en précisant le sens du courant électrique dans
chaque branche et les polarités de l’ampèremètre.
1.3 Déterminer les valeurs des intensités I ; I8 ; I9 ; I1 et I5 du courant électrique.
2.
2.1 Décrire une méthode permettant de mesurer la tension électrique UBM.
2.2 Déterminer les valeurs des tensions électrique U2 ; U3 ; U6 ; U8 et U9
2.3 Déterminer les tensions UCM ; UAM et UMP puis déduis les potentiels électriques aux points C ; A et
P.
3.
3.1 Calculer la masse de fil, aluminium.
3.2 Calculer le nombre d’électron de conduction présent dans ce fil.
3.3 Déterminer la quantité d’électricité correspondante.
L
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