CCB 3 final

Concours blanc UE3A N°3 1
Question 1
Concernant la thermodynamique, quelle est la bonne réponse :
1. L’énergie interne est la somme de la quantité de chaleur et du travail reçu par un système.
2. Une fonction d’état ne dépend que de l’état initial et de l’état final.
3. L’entropie peut être égale à O dans le cas d’une transformation irréversible.
4. L’entropie est une fonction d’état.
5. Le travail et la chaleur sont des fonctions d’état.
A: 1+2+5 B: 1+2+4 C: 2+3+5 D: 4+5 E: 1+5
Réponse B
Correction :
1. Vrai, la formule est     
2. Vrai, on note les fonctions d’état avec un « d » par opposition aux «  »
3. Faux, l’entropie peut être égale à 0 dans le cas d’une transformation réversible ; sinon elle sera
strictement supérieure à 0.
4. Vrai
5. Faux, elles sont notées 
Question 2
En ce qui concerne les changements d’états,
Quelle(s) est/sont la/les proposition(s) fausses(s) ?
A. Le passage d’un liquide à un solide s’appelle la condensation.
B. Le passage d’un solide à un liquide s’appelle la liquéfaction.
C. Un changement d’état peut se faire à température constante.
D. Sur le digramme de phase, le point critique correspond à la jonction solide/liquide/gaz.
E. Le passage d’un solide à un gaz s’appelle la sublimation.
Réponses A, B et D
Correction :
A. Faux il s’agit de la solidification. La condensation est le passage de l’état gazeux à l’état solide.
B. Faux il s’agit de la fusion. La liquéfaction est le passage de l’état gazeux à l’état liquide.
C. Vrai.
D. Faux il correspond au point au delà duquel on ne distingue plus la phase liquide de la phase gazeuse. Le
point triple correspond à la jonction solide/liquide/gaz sur le diagramme de phase.
E. Vrai
Question 3
Quelle(s) est (sont) la (les) réponse(s) exacte(s) ?
A l’équilibre :
A) Le moment dipolaire d’un dipôle est nul
B) Le dipôle s’oriente perpendiculairement au champ électrique et le moment de force est maximal
C) L’énergie potentielle d’un dipôle est maximale

Concours blanc UE3A N°3 2
D) Le champ électrique est toujours nul pour un isolant
E) Autre réponse
Réponse E
Correction :
A) Faux
B) Parallèlement et le moment de force est nul en effet sin 0 = 0
C) L’énergie potentielle est minimale
D) Faux on trouve le phénomène de polarisation
Question 4
On considère un dipôle électrique de moment dipolaire    produisant un champ  .
Ce dipôle est placé dans un champ électrique extérieur uniforme  .
Quelles sont la/les bonne(s) réponse(s) :
A. Le champ électrique  sur l’axe Ox est 4 fois plus faible si on double la distance x
B. Le champ électrique  sur l’axe Ox est 12 fois plus faible si on triple la distance x
C. Si  et  sont parallèles, la force électrique exercée sur le dipôle est nulle
D. Si  et  sont parallèles, le moment électrique exercé sur le dipôle est nul
E. Autre réponse
Réponse D
Correction :
A. Faux On a :  donc si on double la distance x, le champ est 8 fois plus faible (  !
B. Faux"  # donc si on triple la distance x, le champ est 27 fois plus faible
C. Faux, une force $  % s’exerce quelle que soit l’orientation du moment dipolaire.
D. Vrai &
'
 ( onc si  et  sont parallèles,  )  ) *+,-.! . et donc &
'
 .
Question 5
Deux fentes sont éclairées par de la lumière bleue de 470 nm.
La sixième frange sombre est située à 7 mm du maximum central. Sachant que l’écran est situé à 1 m des fentes,
quelle est la distance entre les fentes ?
A) 0,671 mm
B) 0,369 mm
C) 0,2 mm
D) 0,442 mm
E) Autre réponse
Réponse B
Correction :
Λ = 470 nm = 470.10
-9
6
ème
frange sombre => m = 5
y = 7 mm = 7.10
-3

Concours blanc UE3A N°3 3
D = 1 m
d = ?
On utilise l’équivalence
/
0
1
2
=> 3  45
0
2
Comme sombre : 3  6 
7
85
950
2
D’où
6:;
<
=
85950
/
Application numérique :
6>;
<
=
85?@57@
AB
57
?57@
A
 "CDE"5F.
G
  .C"DE"
Question 6
Soit une onde électromagnétique de nombre d’onde : 2000 cm^-1 quelle est la bonne réponse ?
A. Cette onde est une onde radio
B. Son énergie est de 0,25 eV
C. Sa fréquence est de 8 x 10^15 Hz
D. Sa longueur d’onde est : 500 nm
E. Autre réponse
Réponse B
Correction :
A. Faux. Il s’agit d’une onde infrarouge : 1400 – 4000 cm^-1
B. Vrai. E = hv = 6,63 x 10^-34 x v.
H 
I
9
=
5@@7@
J
9
λ = 1/nombre d’onde (en cm-1)
7
@@@
= 5 x 10^-4 cm = 5 x 10^-6 m = 5000 nm.
Donc v =
5@@7@
J
>7@
AK
= 6 x 10 ^13 Hz.
E = 6,63 x 10^-34 x 6 x 10^13 = 3,978 x 10^-20 J 5
5L?M7@
A=
7CN7@
A<B
= 0,25 eV
C. Faux. 6 x 10^13 Hz (Voir b pour le calcul)
D. Faux. 5000 nm (voir b pour le calcul)
Question 7
On place une bougie de 7 cm de haut à 25cm d’une lentille convergente de focale 15cm.
Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s)?
L’image est :
A. Droite
B. Renversée
L’image mesure (en valeur absolue) :
C. 2,65 cm
D. 10,5 cm
E. 4,67 cm
Réponses B et D

Concours blanc UE3A N°3 4
Correction :
On cherche la position de l’image (en valeur algébrique) :
F
O$P F OQP RF OQ
Donc
7
'ST
7
'UT
7
'S
=
7
7>
7
G>
=2,667.10
-2
Et OA’= 37,5
On calcule maintenant la taille de l’image, toujours en valeur algébrique :
OQP
OQ QPVP QV
A’B’=
'S
W
5SX
'S
?C>5?
G>
RF.CY5
L’image a une valeur négative donc elle est renversée.
Question 8
Quelle est la bonne réponse ?
1. Les mouvements de translations sont modulés par les interactions intermoléculaires.
2. Le déplacement chimique exprimé en ppm est indépendant de la valeur du champ Bo utilisé.
3. Le spectre de CH3OH contient un seul pic.
4. Plus l'environnement électrique du noyau H est dense, plus le temps de relaxation sera faible.
5. Le spectre de CH3-CH2-OH possède trois pics dont un quadruplet.
A: 1+2+4 B: 3 C: 2+5 D:1+2+4+5 E : Autre réponse
Réponse D
Correction :
1. VRAI
2. VRAI
3. FAUX : 2 pics un pic pour CH3 et un pour OH
4. VRAI, L’interaction quadripolaire électrique diminue les temps de relaxation.
5. VRAI : on a 3 pics , CH3 a deux voisins donc c'est un "triplet" car la formule correspondante est " le
nombre de voisins +1 ", on continue pour CH2 qui a trois voisins et donc c'est un quadruplet !
Attention OH est trop éloigné pour subir l'influence des hydrogènes voisins il n'y a donc qu'un seul
pic pour OH.
Question 9
Quelle(s) est/sont la ou les proposition(s) exacte(s)?
A) Plus le champ magnétique est puissant, plus les moments magnétiques Zvont tourner vite.
B) Les spins dans l’état fondamental ont un niveau énergétique supérieur ou positif.
C) Le nombre de spins nucléaires d’hydrogène dans un échantillon de 5g d’H
2
O est de 1,67.10
23
.
D) L’échantillon d’eau est placé dans un champ magnétique de 3,2T. La fréquence de résonance des spins
nucléaire d’hydrogène est de 1,36.10
8
Hz.
(on donne [
\
=42,576MHz/T)
E) Autre réponse

Concours blanc UE3A N°3 5
Na=6,022.10
23
Réponses A et D
Correction :
A) Vrai, on a la fréquence de Larmor : ]
@
 [5V
@
B) Faux, ils sont bien dits à l’état fondamental, mais sont de niveaux énergétique inferieur ou négatif.
C) Faux :
On cherche N
H
= N
H2O
.2 (on a 2 molécules d’H par molécule d’eau !)
Donc N
H
=
:
^
x N
A
x 2 =
>
7M
x 6,022.10
23
x 2 = 1,67.10
23
x2= 3,34.10
23
.
D) Vrai, on utilise la fréquence de Larmor :
]
\
 [5V
@
= 42,576 x10
6
x 3,2 = 1,36.10
8
Hz.
Question 10
Quelle est la bonne réponse :
Afin de mesurer le temps de relaxation transversale, on réalise la technique Echo de spins à raison de 500
échos séparés de 10ms. Calculez la valeur de _ .
A. 4s
B. 5,5s
C. 6s
D. 8,5s
E. Autre réponse
Réponse A
Correction :
&
`
 &
@
a 
G
b
Or, si t=T2, alors : &
`
 &
@
a 
G7
 .C"#&
@
Donc au temps T2, il ne reste que 37% de &
@
et d’après le tableau &
@
 F....
&
`
-_! .C"# a F....  "#..
T
cdef%feYghhigjkl..mYngi
Or les échos sont séparés de 10 ms, donc _  l.. a F. a F.
G
 li
N°écho 1 100 200 300 400 500
Amplitude des
échos
10 000 7 000 5 800 4 000 3 700 1 000