2008-2009 Sadiki

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Collège Sadiki
Devoir de synthèse n° : 3
Sciences physiques
3ème Maths et Sc.Exp
Samedi 31-05-2008
Profs : Obey- et Cherchari
Exercice : 1 ( 3 pts)
La constante des gaz parfaits est R = 8,315 J.mol-1K-1.
Deux moles de gaz sont enfermées dans un cylindre muni d’un piston et relié à un manomètre. La
température est 1 = 23 °C et son volume est V1 = 10 L.
1- Quelle est la pression P1 indiquée par le manomètre ?
2- On réalise une compression à température constante T1, ce qui amène le volume du gaz à la
valeur V2 = 8 L. Calculer la nouvelle pression P2.
Exercice documentaire n : 2 ( 4 pts )
- l’indice d’iode : certains acides gras possèdent dans leur chaîne carbonée une ou plusieurs doubles
liaisons. Les triglycérides qui en résultent sont insaturés et donnent lieu à des réactions d’addition.
L’indice d’iode exprime le degré d’insaturation d’un corps gras : c’est la masse de diiode, exprimée
en milligramme, qui se fixe lors d’une réaction d’addition sur 100 g de corps gras.
Les principaux constituants d’une huile sont des triglycérides : triesters du glycérol et d’acides gras.
Ces acides gras peuvent être saturés (AGS), monoinsaturés (AGMI) ou polyinsaturés (AGPI).
Les composés présentant une ou plusieurs doubles liaisons sont susceptibles d’entrer en jeu dans une
réaction d’addition.
Le diiode se fixe lentement sur les doubles liaisons : on emploie du chlorure d’iode, ICI, appelé réactif
de Wijs, qui permet d’augmenter la vitesse de la réaction d’addition (et ne favorise pas les réactions de
substitution, réactions compétitives).
On introduit 10 mL d’une solution de chlorure d’iode de concentration molaire c=0.02 molL-1 est
introduit dans un bécher contenant 8 mg d’huile d’olive. L’excès de chlorure d’iode est traité par une
solution d’iodure de potassium (elle-même en excès) et conduit à la formation de diiode selon :
ICI + I-(aq) = I2(aq) + Cl-(aq)
Le diiode formé est alors titré par une solution de thiosulfate de sodium.
1. Écrire l’équation de la réaction de titrage du diiode par les ions thiosulfates.
2. Pourquoi faut-il agiter vigoureusement pendant le titrage.
3. Dire quel est le rôle de l’empois d’amidon.
4. Ecrire la condition d’équivalence.
5. Sachant que la concentration des ions thiosulfates est C’ =5.10-3 mol.L-1 et que le volume versé à
l’équivalence est V’=10 mL, déterminer la quantité de diiode formèe.
6. Calculer la quantité de chlorure d’iode restant, déduire la quantité qui a réagi.
7. Déduire la masse de diiode fixée sur l’huile. On donne M(I) = 254 g.mol-1. Calculer l’indice diode de
l’huile utilisée.
Exercice n° : 1 ( 4 pts )
Des ions 7Li+ et 6Li+ de même charge e=1,6.10-19 C
et de masses respectives m1 et m2 pénètrent à la
vitesse V0 = 2.105 m.s-1 en un point O dans un
spectrographe de masse ou règne un champ
magnétique uniforme B de valeur 0,12 T et
perpendiculaire au plan de la figure. Dans tout
l’exercice on néglige l’effet du poids devant celui de
la force magnétique.
1- Quel doit être le sens de B pour que les ions
soient déviés vers la plaque photographique.
Chimie ( 7 points )
Physique ( 13 points )
I F
B
O
Figure 2
Plaque photographique
0
V

2
2- Montrer que le mouvement de chaque particule est circulaire uniforme. Déduire l’expression du
rayon de la trajectoire en fonction de m, V0, e et B.
3- Les ions arrivent sur la plaque photographique sensible et forment deux tâches I et F, l’une à
20,6 mm et l’autre à 24 mm. Calculer m1 et m2.
Exercice n° : 2 ( 5 pts )
On donne pour tout l’exercice : d=1cm ; ℓ=5,5 cm ; D=30 cm ; U=20
V ; m=9,1.10-31 Kg ; q= -e = -1,6.10-19 C et V0=2,7.107 m.s-1.
On travaille dans le vide et on négligera le poids de l’électron devant la force électrique qu’il subit.
Soient M et N deux plaques métalliques horizontales, chargées, de longueur ℓ et distantes de d.
A l’instant t=0, un électron de masse m, animé d’une vitesse V0, pénètre en O dans l’espace champ
électrique uniforme E créé par ces deux plaques ( O est à égale distance de M et N). Une tension
positive U = UMN est appliquée entre M et N.
1- A- Reproduire la figure et représenter le champ E ainsi que la force électrique F appliquée sur
l’électron.
b- Etablir l’équation cartésienne de sa trajectoire. Représenter son allure.
2- L’électron quitte le champ électrique au point A avec une vitesse VA.
a- Déterminer les coordonnées du point A.
b- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique, calculer la valeur de la vitesse VA.
3- A- Quelle est la nature de mouvement de l’électron à la sortie des plaques ? Justifier la réponse.
c- En un point I, l’électron percute un écran fluorescent perpendiculaire en O’ à l’axe Ox. La distance
séparant l’écran au milieu H des deux plaques est D=O’H. Etablir l’expression puis calculer la
valeur de la déflexion électrique Y=O’I ainsi que celles de la déviation électrique .
Exercice n° : 3 (4 pts)
Devant une lentille L, de centre optique O et de vergence C, on place un
objet réel AB perpendiculaire à son axe optique principal tel que et distant de O de x=1,2 m. Le
grandissement de la lentille est  = - 2.
1- Comment peut distinguer expérimentalement puis théoriquement une lentille divergente d’une
lentille convergente ?
2- Etablir l’expression de la vergence C de la lentille en fonction  de et x.
3- Calculer C, déduire la nature de la lentille.
4- Déterminer la position de l’image A’B’ de l’objet AB donnée par la lentille.
5- Faire un schéma à l’échelle et construire l’image A’B’ de AB.
Echelle 1 m est représenté par 5 cm. ( On prendra AB = 3 cm)
Figure 1
X
P1
P2
O
V
0
O’
Y
ℓ
2
d
Y
A
i
j
I
D