010050346

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CHIMIE (7 points)
Exe r c i ce n°1
I . On r éa li se l a p il e de symbo l e : Pt / H2 ( P=1atm )/ H3O+ ( 1M )// N i
2+ (
1M )/ N i
La mesu r e de sa fem donne E = 0,26 V
1 ) Déf i n irl e potent i e l standa r d d ’ é l ect r ode d ’ un coup l e r edox. En dédu ir e E0 ( N i
2+
/ N i)
2 ) Fa ir e un schéma de l a p il e en p r éc i sant toutes l es i nd i cat i ons nécessa ir es
3 ) Ec rir e l’ équat i on de l a r éact i on spontanée l o r sque l a p il e déb i te un cou r ant.
II . On r éa li se ma i ntenant l a p il e é l ect r och i m i que symbo li sée pa r :
Co / Co2+ ( C1 )// N i
2+
( C2 )/ N i
1 ) Ec rir e l’ équat i on de l a r éact i on assoc i ée à l a p il e
2 ) Donne rl’ exp r ess i on de l a fem i n i t i a l e E
i
en fonct i on de l a fem standa r d E0et des
concent r at i ons i n i t i a l e C1et C2.
3 ) On l a i sse l a p il e débute r un cou r ant dans un c ir cu i t exté ri eu r ,
l a cou r be c i -cont r e r ep r ésente l a va ri at i on de l a fem de l a
p il e en fonct i on de l ogπ , π étant l a fonct i on des
concent r at i ons r e l at i ve a l’ équat i on de l a r éact i on assoc i ée à
l a p il e.
Déte r m i ne r :
a. La constante d ’ équ ili b r e K r e l at i ve à l’ équat i on de l a
r éact i on assoc i ée a l a p il e. Dédu ir e l a va l eu r de l a fem
standa r d E0de l a p il e.
b. La va l eu r de l a fem i n i t i a l e E
i
de l a p il e.
4 ) Compa r e rl es pouvo ir s r éducteu r s des deux coup l es r edox m i s en j eu.
5 ) Quand l a p il e ne déb i te p l us, l a concent r at i on en i on Co2+ dev i ent a l o r s C ’
1=0,49 mo
l .L-1.
a. Ca l cu l e r dans ces cond i t i ons l a concent r at i on C ’
2en
i ons N i
2+
b. Dédu ir e l es va l eu r s des concent r at i ons i n i t i a l es C1et C2sachant que l es deux so l ut i ons ont
mêmes vo l umes et que ces vo l umes dev i ennent constants au cou r s du fonct i onnement de
l a p il e.
Exe r c i ce n°2
On dés ir e ga l van i se r une p l aque P1en fe r , pou r ce l a, on r éa li se l’ é l ect r o l yse d ’ une so l ut i on aqueuse ( S )
de su l fate de n i cke l . La p l aque P1const i tue l’ une des deux é l ect r odes de l’ é l ect r o l yseu r qu i cont i ent l a
so l ut i on ( S ) . L ’ aut r e é l ect r ode est une p l aque P2 i nattaquab l e. Un géné r ateu r de tens i on, de fem E est
b r anché aux bo r nes de l’ é l ect r o l yseu r à t r ave r s P1et P2. La so l ut i on ( S ) est p r épa r ée pa r d i sso l ut i on
d ’ une masse m de su l fate de n i cke l dans de l’ eau pu r e de façon à obten ir une so l ut i on aqueuse de
vo l ume V= 0,5 L et de concent r at i on C = 0,1 mo l .L-1.
1 ) Déte r m i ne rl a quant i té de mat i è r e de su l fate de n i cke l ut ili se r pou r p r épa r e r( S ) . En dédu ir e l a
va l eu r de l a masse m de su l fate de n i cke l ut ili sée.
2 ) Au n i veau de l a p l aque P2et du r ant l’ expé ri ence, on note l e dégagement de d i oxygène, tand i s
que l a p l aque P1se r ecouv r e, pet i t a pet i t, pa r une couche f i ne de n i cke l N i .
a. Ec rir e l’ équat i on de l a t r ansfo r mat i on ch i m i que qu i se p r odu i t au n i veau de P1.
b. Donne rl e schéma du montage en p r éc i sant l es po l a ri tés du géné r ateu r .
L YC EE BIR ELH A FE Y
20-05-20 1 9
D E V O IR
D E SY NTHE S E N °2
SCI EN C E S TE C HN I QU E S PR OF S : BRA HM I S L A HE DDI NE + JAB L I M OH A M E D T A HE R

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c. P r éc i se r , en j ust i f i ant, l a que ll e des deux p l aques P1et P2est l’ anode?
3 ) Ap r ès une du r ée d ’ é l ect r o l yse, l a concent r at i on de ( S ) en i ons N i
2+ est de 0,04mo
l .L-1.
a. Ca l cu l e rl a mase de n i cke l déposée su rl a p l aque P1.
b. Déte r m i ne rl a quant i té de mat i è r e n ( O2 ) de d i oxygène dégagé, sachant que d ’ ap r ès
l’ équat i on b il an de cette é l ect r o l yse on a tou j ou r s : n ( N i) = 2n ( O2 ) .
On suppose r a que l e vo l ume de l a so l ut i on r este constant du r ant toute l’ é l ect r o l yse.
On donne M ( N i S O4 ) = 155g.mo l
-1 et M
( N i) = 59 g.mo l
-1.
PHYSIQUE (13 points)
Exe r c i ce n°1
L ’ ext r ém i té d ’ une co r de é l ast i que est f i xée à un v i b r eu r qu i l u i commun i que un mouvement s i nuso ï da l
de f r équence N et d ’ amp li tude a. on suppose que l e mouvement de l a sou r ce S débute à l’i nstant de
date t= 0s et que l’ amo r t i ssement et toute r éf l ex i on sont nég li geab l es.
1 ) Dans l a li ste su i vante, cho i s ir en l e j ust i f i ant l e mot qua li f i ant l’ onde l e l ong de l a co r de,
mécan i que, l ong i tud i na l e, t r ansve r sa l e, p r og r ess i ve.
2 ) Qu ’ obse r ve-t-on :
- En l um i è r e o r d i na ir e.
- En l um i è r e st r oboscop i que l o r sque l a f r équence des éc l a ir es Ne=
3 ) L ’ ana l yse du mouvement d ’ un mouvement d ’ un po i nt M1de l a co r de, s i tuée à l a d i stance
x1= 3 cm de l a sou r ce donne l e d i ag r amme c i -dessous :
En ut ili sant ces données déte r m i ne r :
- l a f r équence N de v i b r at i on.
- La date t1à l a que ll e l e po i nt M1a commencé sa v i b r at i on.
- La cé l é ri té V de p r opagat i on de l’ onde.
4 ) Donne rl a déf i n i t i on de l a l ongueu r d ’ onde λ. Ca l cu l e r sa va l eu r .
5 ) –Mont r e r que l’ équat i on ho r a ir e du mouvement du po i nt M1s ‘ éc ri t :
yM1 ( t ) =2.10-3 s i n ( 100πt ) pou r t 3.10-2s avec y en mèt r e et t en seconde.
- Dédu ir e l’ équat i on ho r a ir e du mouvement de l a sou r ce S .
6 ) L ’ aspect de l a co r de à un i nstant de date t2est donné pa rl e d i ag r amme c i -dessous :
a.Déte r m i ne rl a date t2.
b.Déte r m i ne rl e nomb r e et l es absc i sses des po i nts de l a co r de qu i v i b r ent en oppos i t i on de
phase avec l a sou r ce à l a date t2.
7 ) On mod i f i e l a f r équence N du v i b r eu r . La d i stance ent r e deux po i nts consécut i fs qu i v i b r ent en
oppos i t i on de phase est 2 cm. Ca l cu l e rl a nouve ll e va l eu r de l a f r équence.

3
Exe r c i ce n°2
On r éa li se avec deux d i pô l es ( D1 ) et ( D2 ) l e f il t r e schémat i sé su r
l a f i gu r e 3. On dés i gne pa r uE ( t ) l a tens i on d ’ ent r ée du f il t r e et pa r
u
S
( t ) l a tens i on de so r t i e avec uE ( t ) =UEms i n ( 2πNt ) et
u
S
( t ) =U
S ms
i n ( 2πNt + φs )
La f r équence N est r ég l ab l e et l’ amp li tude UEm est constante.
On donne su rl a f i gu r e 4 l a cou r be r ep r ésentant l’ évo l ut i on du
ga i n en fonct i on de l a f r équence N.
1 )
a. P r éc i se r en l e j ust i f i ant, s i l e f il t r e cons i dé r é est passe-bas ou passe-haut.
b. L ’ un des d i pô l es ( D1 ) et ( D2 ) est un r és i sto r de r és i stance R=400Ω et l’ aut r e est
un condensateu r de capac i té C. I dent i f i e r chacun de ce d i pô l es.
c. Etab lirl’ équat i on d i ffé r ent i e ll e r ég i ssant l e va ri at i on de u
S
( t ) .
d. Fa ir e l a const r uct i on de F r esne l r e l at i ve à cette équat i on d i ffé r ent i e ll e.
e. Etab lirl’ exp r ess i on de l a t r ansm i ttance T du f il t r e.
2 )
a. Etab lirl’ exp r ess i on de l a f r équence du coupu r e NCdu f il t r e à -3dB.
Déte r m i ne r g r aph i quement l a va l eu r de cette f r équence.
b. En dédu ir e l a va l eu r de l a capac i té C du condensateu r .
c. Dédu ir e que
c
c
.
d. Pou rl a f r équence N= Nc, déte r m i ne rl e déphasage de u
S
( t ) et dédu ir e φs. Et
p r éc i se rl’i nd i cat i on du vo l tmèt r e b r anché à l a so r t i e du f il t r e.
On donne UEm= 4V.
3 ) On app li que à l’ ent r ée u f il t r e un s i gna l ( S ) dont l a va l eu r
de l a f r équence est N=3000Hz. J ust i f i e r que l e s i gna l n ’ est
pas t r ansm i s.
4 ) On mod i f i e l e f il t r e de l a f i gu r e 3 comme l’i nd i que l a
f i gu r e 5, en a j outant un aut r e r és i sto r de r és i stance R0et
un amp li f i cateu r opé r at i onne l . Le f il t r e obtenu est d i t
act i f, j ust i f i e r ce qua li f i cat i f
5 ) La t r ansm i ttance de ce f il t r e act i f est

4
a. Déte r m i ne rl es va l eu r s li m i tes de l a t r ansm i ttance T co rr espondant aux bases et aux
hautes f r équences.
b. En dédu ir e que l e f il t r e act i f est passe-bas. Ec rir e a l o r s sa t r ansm i ttance max i ma l e T en
fonct i on des r és i stances R et R0
6 ) A l’ a i de de l’ exp r ess i on de l a t r ansm i ttance T, mont r e r que l a f r équence de coupu r e N ’
Cdu f
il t r e
act i f est éga l e à l a f r équence de coupu r e NCdu f il t r e de l a f i gu r e 3.
7 ) Ca l cu l e rl e ga i n max i ma l G0du f il t r e act i f. On donne R0=250Ω.
Exe r c i ce n°3
Document scientifique
Onde sonore et propagation
Le son est une onde mécanique longitudinale puisque sa déformation est parallèle à la direction de
propagation. La propagation du son nécessite un milieu matériel élastique et compressible. Le son se
propage donc dans tous les corps liquides ou solides. En revanche, il ne se propage pas dans le vide. Le son
se propage, à partir de sa source, dans toutes les directions qui lui son offertes. La célérité des ondes
mécaniques est caractéristique du milieu de propagation car elle dépend des propriétés physiques de ce
dernier à savoir son inertie et sa rigidité. L’inertie est la résistance du milieu à sa mise en mouvement et elle
est donnée par la masse linéique. La rigidité est la résistance du milieu à sa déformation.
La célérité des ondes mécaniques diminue quand l’inertie du milieu augmente et augmente quand la rigidité
du milieu augmente. Ces propriétés s’appliquent dans le cadre d’un milieu non dispersif comme l’air pour
les ondes sonores. Pour un milieu dispersif, comme l’eau, la célérité dépend en plus de la fréquence de
l’onde .
WWW.maxicours.com
Questions:
1. Donner avec justification deux caractéristiques de l’onde sonore.
2. Préciser les propriétés du milieu de propagation d’une onde sonore et citer deux milieux de
propagation.
3. Indiquer les facteurs dont dépend la célérité des ondes mécaniques
4. Indiquer les facteurs dont dépend la célérité d’une onde sonore dans un milieu non dispersif.