Devoir de Physique. Consignes : l`usage de la calculatrice est

Devoir de Physique.
Consignes : l’usage de la calculatrice est autorisé ; un soin particulier sera apporté concernant la rédaction
des réponses, la justification des calculs et la cohérence des résultats.
Toutes les parties sont INDÉPENDANTES.
Données :
 La pression atmosphérique est égale à P0=1 013 hPa, à une
altitude de 0 m.
 ρ(air)= 1,2 kg.m-3
 ρ(eau de mer)= 1030 kg.m-3
 g = 9,81 N.kg-1
I. Le Père Noël, sur son traineau, vole à une altitude moyenne de 1 000 m. À quelle pression se trouve-t-il ?
II. Le Père Noël peut résister à des pressions de 7 atmosphères. Jusqu’à quelle profondeur peut-il plonger
sans être compressé et finir en bouillie ?
III. Le Père Noël doit, entre autres, livrer des ballons de football. Les ballons sont gonflés de
manière à ce qu’ils aient une pression de 1 atmosphère et un volume de 44 602 cm3.
1. Donnez la valeur du volume d’un ballon en dm3.
2. Lors d’un passage au niveau de la Mer Morte, située à une altitude de - 422 m sous le niveau standard de la
mer, le Père Noël remarque que les ballons sont dégonflés.
Après avoir calculé la pression au niveau de la Mer Morte, calculez le nouveau volume d’un ballon de football.
3. La surface prise en compte pour le calcul est 1521 cm². Un ballon peut supporter une pression maximale de
2,5 ×105 Pa. Quelle est la force pressante que l’on doit appliquer pour faire éclater un ballon de football ?
IV. Le Père Noël doit réaliser un parcours d'une longueur totale de 91,774
millions de km en 31 heures. On suppose que la durée mise pour distribuer les
cadeaux est négligeable.
1. Calculez sa vitesse moyenne pour sa nuit de livraison.
2. Comparez cette vitesse à celle de l’avion à réaction le plus rapide, le
Lockheed SR-71 Blackbird, qui est de 3 529,56 km/h.
V. Pour faire avancer son traineau, le Père Noël doit utiliser deux carburants spéciaux, chacun dans un
réservoir, qui seront mélangés dans la chambre de combustion et propulseront le traineau.
Réservoir 1
Réservoir 2
chambre de combustion
composition
Un atome de carbone (C) et
quatre atomes d’hydrogène (H)
Un atome d’azote (N) et trois
atomes d’hydrogène (H)
Un atome de carbone, un atome
d’azote et 5 atomes d’hydrogène
Pour chaque réservoir et pour la chambre de combustion, donnez la formule brute, la formule développée
et la formule semi-développée des molécules présentes. Vous pourrez présenter vos résultats dans un tableau.
Indication : un atome d’hydrogène ne peut faire qu’une liaison avec un autre atome ; un atome d’azote fait
trois liaisons avec d’autres atomes.