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Concours de Réorientation universitaire
Épreuve: Sciences Physiques
Session 2015
Les deux parties de l'épreuve, la partie chimie et la partie physique, doi,,'ent être rédigées .'mr des feuilles
séparées.
/.. 'épreuJ'e comprend trois pages.
Chimie (6 points)
On mélange 10 mL d'une solution commerciale d'hydroxyde de sodium NaOA de
concentration C, avec suffisamment d'eau. On obtient, ainsi, une solution aqueuse S, de
volume V, = 50 mL et de concentration C,.
On dose 20 mL de la solution aqueuse S, par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, de
concentration CA = 0,15 moLL".
L'équivalence acido-basique est obtenue par l'ajout d'un volume d'acide égal à 16 mL.
1- a- Préciser la verrerie nécessaire à la préparation de la solution S, à partir de la solution
commerciale d'hydroxyde de sodium.
b- Donner la relation entre la concentration C et la concentration C,.
2-Schématiser le dispositif expérimental relatif au dosage d'une base par un acide.
3. Écrire l'équation de la réaction du dosage acide-base.
4- Définir l'équivalence acido-basique.
5-a- Déterminer la valeur de la concentration C, de la solution S,.
b. En déduire la valeur de la concentration C de la solution commerciale d'hydroxyde de
sodium.
c- Calculer la masse m d'hydroxyde de sodium dissoute dans un litre de cette solution
commerciale.
Données: H = Ig.mor'; 0 = 16 g.mor'
Na = 23 g.lI1or'.
Physique (14 points)
Exercice 1 (8 points)
K
On se propose de déterminer expérimentalement
les caractéristiques d'une bobine. Pour cela, on
réalise le montage série, comportant un
générateur de force électromotrice
E = 6,5 V,
une bobine d'inductance L et de résistance r, un
conducteur ohmique de résistance R = 100 il et
un interrupteur k, comme le montre la figure J.
Page 1
(L,r)
.,
Un système d'acquisition permet de suivre l'évolution de l'intensité i(t) du courant dans le
circuit au cours du temps. On pose R, = R + r.
1- Montrer que l'équation différentielle régissant la variation de ;(1), peut se mettre sous la
forme:
di
1.
E
L
dl
T
L
R,
-+-I=-,a,'eCT=-.
_1/
2- Vérifier que
i(l) = A(l- e
est solution de cette équation différentielle
IT)
pour une
expression de A que l'on précisera.
3- A un instant t = 0, on ferme le circuit. Le chronogramme de la figure 2 donne la variation
de i(t).
a- Justifier l'établissement du courant électrique dans le circuit avec un certain retard.
b.Préciser la valeur de l'intensité 10 du courant, qui circule dans le circuit, en régime
permanent.
c- Évaluer la durée du régime transitoire.
d- Déterminer, graphiquement, la valeur de la constante de temps '[ du dipôle RL, en
précisant la méthode utilisée et la signification physique d'une telle constante.
4-a- Déterminer, en régime permanent, la tension UR aux bornes du conducteur ohmique de
résistance R.
b- En déduire la valeur de la tension Un aux bornes de la bobine, en régime permanent.
c- Calculer la valeur de la résistance r de la bobine.
d- En déduire la valeur de l'inductance L.
5- Retrouver, par deux méthodes différentes, la valeur de la tension aux bornes de la bobine,
juste à l'instant de la fermeture du circuit.
i (mA)
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60
50
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I-'-'-+-
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--;t-+-
~
-;--r-
--H- I--h-I- ~
50
60
~
70
T(ms
so
90
Fig2
Exercice 2
On dispose d'un generateur
basse fréquence (GBF), délivrant une tension sinusoidale
u(t) = Umsin(2nNI), de fréquence N réglable, d'un condensateur de capacité C, d'une bobine
d'inductance L, et de résistance rI. d'un conducteur ohmique de résistance RI =J 00
Page 2
n
et
-,
d'un oscilloscope à deux voies A et B. Pour une fréquence NI du GBF, on obtient les
chronogrammes de la figure 3.
I-Proposer le schéma du montage série, permettant de visualiser, sur la voie A, la tension u(t)
aux bornes du générateur et sur la voie B, la tension URI(t)aux bornes du conducteur ohmique.
e, correspondante
2-a-Justifier que la courbe
à u(t).
b-Déterminer la valeur de la fréquence N,.
3- Écrire l'expression de la tension u(t), en précisant l'amplitude et la phase initiale.
4-a-Déterrniner la valeur de la tension aux bornes du conducteur ohmique.
b- En déduire la valeur de l'intensité maximale lm du courant qui circule dans le circuit.
5-a- Déterminer la valeur du déphasage lItp =(tpu - tpJ, de la tension u(t) par rappon à
l'intensité du courant i(t), en précisant le signe.
b- Écrire J'expression de l'intensité i(t) du courant, en précisant J'amplitude et la phase
initiale.
!Je nV
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Fig 3
Page 3
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