Physique-Chimie 1e S 2009-2010 Devoir surveillé n°2 Durée 2h
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Physique-Chimie 1e S 2009-2010 Durée 2h Devoir surveillé n°2 Veuillez apporter un soin tout particulier à la rédaction ainsi qu’à la présentation des résultats. Veillez à bien justifier vos réponses. Le devoir est noté sur 30 points. Physique – Exercice 1 – Chronophotographie d’une balle lancée en l’air – 7 points L’appareil utilisé pour cette chronophotographie capture 10 images par seconde. Pour l’ensemble des mesures on utilisera le négatif de cette chronophotographie donné en annexe (à rendre avec la copie) 1. Quel est l’intervalle de temps entre deux prises de vue ? (1pt) 2. Sur l’image on aperçoit 7 positions successives de la balle. Sachant ce que l’on voit sur la photo correspond à une échelle 1/20e, déterminer la valeur des vecteurs vitesse instantanée aux points 2,3,4,5 et 6. Reporter les résultats dans un tableau (1pt) 3. Sur la chronophotographie fournie en annexe, tracer la vectrice vitesse instantanée correspondant aux points 2 à 6. (1pt) 4. Sur la seconde photographie de l’annexe représenter aux points 3, 4 et 5 les vecteurs Δv3= v4-v2, Δv4= v5-v3, Δv5= v6-v4. (1,5pts) 5. Quelle(s) force(s) agissent sur la balle (on négligera les frottements dus à l’air). En faire la représentation sur la 2e photographie, au niveau du point 1. Que constate-t-on ? (1,5pts) 6. Rappeler la 2e loi de Newton. (1pt) Physique – Exercice 2 – 13 points On étudie le montage suivant. L’ensemble est à l’équilibre, les deux masses sont donc immobiles. On prendra g = 9,8 N.kg-1 I. Etude des forces s’exerçant sur la masse m1. 1. Donner la définition d’un référentiel, d’un référentiel galiléen.(1pt) 2. Rappeler la 1ère loi de Newton (1pt) 3. Faire le bilan des forces s’exerçant sur la masse m1. Les représenter sur le schéma fourni en annexe.(1,5pt) 4. Calculer l’intensité des trois forces sachant que la masse m1 = 300g. (4pts) II. Etude des forces s’exerçant sur la masse m2 1. Quelles sont les trois forces s’exerçant sur ma masse m2 ? Les représenter sur le schéma fourni en annexe.(0,5pt) 2. Sachant que la poulie transmet l’intensité des forces en changeant uniquement leur direction, que dire de la tension du fil s’exerçant sur m1 et celle s’exerçant sur m2 sachant que l’ensemble est immobile ? (1pt) 3. En déduire alors l’intensité des deux autres forces s’exerçant sur la masse m2.(3pts) 4. Calculer alors la valeur de la masse m2.(1pt) Chimie – Exercice 3 – 12 points 1. On dissout 5,3g de Na2CO3 solide dans 200mL d’eau distillée. On obtient ainsi la solution S1. a. Ecrire l’équation de dissolution de ce solide dans l’eau.(0,5pt) b. Calculer la concentration molaire C1 de la solution en soluté Na2CO3.(1,5pts) c. Calculer les concentrations molaires des espèces chimiques présentes en solution.(1,5pts) 2. On mélange V1 = 60mL de solution S1 avec un volume V2 = 90mL d’une solution S2 de chlorure de sodium à la concentration C2 = 5.10-2 mol.L-1. Calculer la concentration molaire de toutes les espèces chimiques présentes en solution.(2pts) 3. On fait réagir un volume V2’ = 25mL de la solution S2 avec un volume V =10mL d’une solution de nitrate d’argent de concentration C = 6.10-3mol.L-1 . Il se forme un précipité blanc de chlorure d’argent. a. Ecrire l’équation-bilan de la réaction.(1) b. En établissant un tableau d’avancement, calculer la quantité de matière de toutes les espèces chimiques à l’état final.(2,5pts) c. En déduire les concentrations molaires de toutes les espèces chimiques présentes en solution.(1,5pts) d. Exprimer ces concentrations en mol.m-3.(0,5pts) e. Exprimer puis calculer alors la conductivité σ de cette solution.(1pt) Données : masses molaires atomiques : M(C) = 12 g.mol-1 , M(O) = 16 g.mol-1 , M(Na) = 23 g.mol-1 Conductivités ioniques molaires : ions Na+ : λNa+ = 5,01.10-3 S.m².mol-1,ion Cl- : λCl- = 7,63.10-3 s ;m².mol-1 , ion NO3- : λNO3- = 7,14.10-3 S.m².mol-1 Annexe 1 - Nom : Annexe 2 – Nom :
