cli0401P - Académie de Poitiers

ACADEMIE DE POITIERS
Session 2001
BP MONTEUR DEPANNEUR EN FROID ET CLIMATISATION
Examen:
Epreuve
Durée : 2 h
PHYSIQUE - CHIMIE
Coef. : 2
Feuille : 1/2
La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante
dans l'appréciation des copies. L'usage des instruments de calcul est autorisé.
PHYSIQUE - CHIMIE
Exercice I (5 points)
Une pièce de viande de 2 kg est transportée dans une enceinte réfrigérée dont les dimensions sont :
L = 245 cm
 = 170 cm
et
h = 231 cm.
La température initiale de l’air est 2°C et la température finale de l’équilibre thermique est de 4°C.
On considère le système isolé.
Données :
Chaleur massique de la viande c1 = 3135 J/kg.K
Chaleur massique de l’air c2 = 1000 J/kg.K
Masse volumique de l’air  = 1,3 kg/m3.
1. Calculer la masse d’air contenue dans l’enceinte.
2. Calculer la quantité de chaleur Q1 reçue par l’air (on considère que mair = 12,5 kg).
3. Le bilan thermique, à l’équilibre, se traduit par :
Q1 + Q2 = 0
avec Q1 : quantité de chaleur reçue par l’air
Q2 : quantité de chaleur cédée par la viande.
En déduire la température initiale de la pièce de viande si la température finale est de 4°C.
Rappel : Q = m.c 
Exercice II (5 points)
Un compresseur est constitué d’un cylindre de 1,5 m de long, et d’un piston de surface 1 m2.
L’air à l’intérieur du cylindre est assimilé à un gaz parfait.
On donne : T(K) = (°C) + 273.
Lorsque le piston se trouve à une distance L1 = 1,5 m du fond du cylindre, la température à l’intérieur du
cylindre est 1 = 7°C et la pression p1 = 5 bar.
Lorsque le piston se trouve à une distance L2 = 0,5 m du fond du cylindre, la température est 2 = 15°C.
1. Calculer les volumes v1 et v2 quand le piston se trouve à L1 et L2 du fond du cylindre.
2. Calculer la pression à l’intérieur du cylindre quand le piston se trouve à la distance L2.
3. Calculer l’intensité de la résultante des forces de pression exercées par l’air sur le piston.
Rappel :
P.V
 constante.
T
ACADEMIE DE POITIERS
Examen:
Session 2001
BP MONTEUR DEPANNEUR EN FROID ET CLIMATISATION
Epreuve
Durée : 2 h
PHYSIQUE - CHIMIE
Coef. : 2
Feuille : 2/2
Exercice III (5 points)
Un groupe frigorifique a une masse de 200 kg.
1. Calculer son poids (g = 9,81 N/kg).
2. Pour charger ce groupe, on utilise un treuil (schématisé ci-dessous) :
Longueur du
Mât  = 4 m
 = 55°
A
()
TREUIL
GROUPE

P

Déterminer le moment de la force P par rapport à l’axe () passant par le point A.
P
3. Déterminer le travail de la force de traction nécessaire pour soulever le groupe d’une hauteur de 3 m.
4. Quel temps faut-il pour monter ce groupe à cette hauteur de 3 m si la puissance utile du treuil est 750 W ?
5. Calculer la puissance absorbée par le moteur entraînant le treuil sachant que le rendement du treuil est de
80 % et le rendement du moteur 75 %.
Treuil
T = 80 %
Moteur
M = 75 %
Pa
Pu = 750 W
Exercice IV (5 points)
Le butane C4H10 brûle dans le dioxygène O2 pour former du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O).
1. Écrire et équilibrer l’équation bilan de la réaction.
2. Calculer la masse molaire du butane.
3. Calculer la masse d’eau formée si l’on brûle 13 kg de butane.
4. Sachant que l’air contient 20 % de gaz dioxygène.
Calculer le volume d’air nécessaire à cette combustion.
Données : masses molaires en g/mol
M( O) = 16
M( C) = 12
M(H) = 1
V = 22,4 L/mol