Exercice n° 1 - PhysiqueWeb2

REPUBLIQUE TUNISIENNE
MINISTERE DE L’EDUCATION
SCIENCES PHYSIQUES
REVISION
EXAMEN DE BACCALAUREAT
Année scolaire : 2011-2012
www.physiqueweb2.c4.fr
Page 1 sur 4
REPUBLIQUE TUNISIENNE
MINISTERE
DE L’EDUCATION
LYCEE ZAHROUNI-TUNIS-
EXAMEN
DE BACCALAUREAT
SCIENCES
PHYSIQUES
4ème MATH
Révision 1
SECTION : MATHEMATIQUE
Chimie : Réaction d’estérification
EPREUVE
: SCIENCE PHYSIQUE
Loi d’action de masse
Physique : circuit LC
2
CHIMIE
CHIMIE :
Estérification _ Loi d’action de masse
PHYSIQUE : circuit LC
Exercice 1
On réalise à une température
T1 , l’hydrolyse de l’éthanoate de butyle de formule semi – développée :
CH3 – C – O – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
||
O
1° ) a ) Rappeler les trois caractéristiques de la réaction d’hydrolyse.
b ) Ecrire l’équation de la réaction relative à l’hydrolyse de l’éthanoate de butyle en utilisant les
formules semi - développée.
2° ) À la date t = 0 , on mélange 4.10-2 mol d’éthanoate de butyle et 2.10-2 mol d’eau.
À l’équilibre le dosage de l’acide formé nécessite un volume VB = 9,15 mL d’une solution aqueuse de
soude ( Na+ + OH- ) de concentration molaire CB = 1 mol.L-1.
a ) Vérifier que le nombre de mol d’acide formé à l’équilibre est nac = 9,15.10-3 mol.
éq
b ) Déduire de ce qui précède la composition du mélange à l’équilibre.
c ) Vérifier que la constante d’équilibre relative à la réaction d’hydrolyse étudiée est K = 0,25.
3° ) Dans une autre expérience , on mélange initialement 2 mol d’éthanoate de butyle , 3 mol d’eau ,
4 mol d’acide éthanoïque et x mol de butan – 1 – ol .
a ) Déterminer x pour que le système reste en équilibre.
b ) Préciser dans quel sens évolue le système si x = 5 mol ? Justifier la réponse.
n ester
4° ) On réalise de nouveau l’expérience d’hydrolyse précédente
(3)
mais à une température T2 > T1 .
Par mis les 3 courbes données sur le graphe ci – contre
(2)
Identifier celle qui correspond à T1 et celle
qui correspond à T2 . Justifier la réponse .
(1)
Exercice 2
À la température de 1300 °C , le monoxyde de carbone CO réagit avec la vapeur d’eau H2O pour
donner du dioxyde de carbone CO2 et du dihydrogène H2 . Tous les composés sont à l’état gazeux.
CO ( g ) +
H2 O ( g )
CO2 ( g ) +
H2 ( g )
On introduit dans un récipient de volume V constant les quantités suivantes :
Page 2 sur 4
t
0,5 mol de CO ; une mole de H2O et 0,15 mol de CO2 .
1° ) Montrer que la réaction est spontanée dans le sens direct.
2° ) À l’équilibre dynamique , il s’est formé 0,2 mol de dihydrogène.
a ) Donner la composition du mélange ainsi obtenu.
b ) En déduire la valeur de la constante d’équilibre K relative à la réaction étudiée.
3° ) Au mélange obtenu à l’équilibre , on ajoute 0,1 mol de dihydrogène à l’instant t1 > t éq .
Déterminer le nombre de mole de dihydrogène au nouvel équilibre .
PHYSIQUE
Exercice 1
Un générateur de tension continue
U0 =10 V , alimente un circuit électrique comportant un condensateur
de capacité C =
F et d'armatures A et B, une bobine de résistance négligeable,d'inductance L = 1 H et
deux interrupteurs K1 et K2 ( voir figure - 1 - ci – dessous ).
10-7
A
K1
figure - 1 -
K2
q
C
L
B
1° ) K2 étant ouvert, on ferme K1.
Calculer la charge Q0 et l'énergie électrostatique E0 du condensateur.
2° ) On ouvre K1 et on ferme K2 à la date t = 0 s. On désignera par q la charge de l'armature A et par
i=
dq
l'intensité du courant dans le circuit à une date t quelconque au cours des oscillations électriques.
dt
a ) Par application de la loi des mailles , établir l'équation différentielle vérifiée par q .
b ) Calculer la période propre T0 du circuit.
c ) Déterminer les expressions de la charge q ( t ) et de l'intensité i ( t ) .
3° )
a ) Exprimer l'énergie totale E du circuit LC en fonction de q , C , L et i .
b ) Montrer que E se conserve au cours du temps. L'exprimer en fonction de Q0 et C puis la calculer.
4° )
a ) Exprimer l'énergie magnétique Em du circuit LC en fonction de Q0 , C et q .
2
b ) Déduire la relation i2 = 4 ( Q02 - q02 ) .
2
T0
c ) Déterminer les valeurs de q pour lesquelles l'intensité du courant dans le circuit LC est nulle.
Page 3 sur 4
Exercice 2
Un oscillateur électrique
constituée d’une bobine purement conductive ( r = 0 Ω ) d’inductance
L et d’un condensateur de capacité C = 0,25 μF . ( voir figure - 2 -)
qC
figure - 2 -
K
L
Le condensateur étant chargé , on ferme le circuit on aura un courant sinusoïdal .
1° ) Etablir l’équation différentielle de l’oscillateur vérifiée par la charge q .
2° ) a ) Donner l’expression de la charge instantanée q du condensateur en fonction de la charge maximale
Qm du condensateur , la pulsation propre ω0 , le temps t et la phase initiale φq de la charge q .
b ) Montrer qu’il s’agit d’un oscillateur électrique harmonique.
3° ) Etablir l’équation différentielle de l’oscillateur vérifiée par la variable uC .
uC est la tension aux bornes du condensateur .
4° ) Sur le schéma de la figure - 3 - , on a donné les courbes représentant les variations de la tension uC aux
bornes du condensateur et de l’intensité i du courant dans le circuit . ( voir figure - 3 -)
y
figure -3-
Graphe Easy - version non enregistrée
0,5 ms
y2
y1
t ( ms )
a ) Calculer la période propre T0 de cet oscillateur. On donne : Sensibilité horizontale : 0,5 ms / 3 div .
b ) Calculer la valeur de l’inductance L . On prend : 2 = 10 .
c ) Montrer que la courbe y2 représente uC .
d ) Calculer la phase initiale φq de la charge q .
5° ) Calculer l’énergie électromagnétique totale du circuit .
On donne : Sensibilité verticale : 3 V pour 2divisions et 10-3  A pour 2 divisions .
Page 4 sur 4