CHIMIE (5 points) PHYSIQUE (15 points)

Lycée Tamerza
AS : 2010/2011
Date : 01/11/2010
Devoir de contrôle N°1
Sciences Physiques
Durée : 2 heures
CHIMIE : Détermination d’une quantité de matière
Classe : 4ème sciences info.
Prof : M Ben Amara Maher
Physique : Dipôle RC – Auto-induction
CHIMIE (5 points)
Bar
Cap
I/ On prépare 50mL d’une solution (SA) en dissolvant 1,2L d’acide chlorhydrique gazeux (HCl)
dans l’eau.
On donne le volume molaire des gaz Vm = 24 L.mol-1.
1) Ecrire l’équation chimique d’ionisation de l’acide chlorhydrique dans l’eau.
2) Qu’observait-on si on verse quelques gouttes de BBT dans un échantillon de cette solution ?
3) Montrer que la concentration molaire de la solution (SA) est CA=1mol.L-1.
II/On dose un volume VB=20mL d’une solution (SB) de soude de concentration molaire CB par
la solution (SA) d’acide chlorhydrique en présence de quelques gouttes du BBT. L’équivalence
acido- basique est obtenue pour un volume VAE=20mL de la solution titrant.
1) Faire un schéma annoté du dispositif de dosage.
2) Ecrire l’équation chimique de la réaction du dosage. Quels sont ces caractéristiques ?
3) a- Définir l’équivalence acido-basique.
b- Etablir une relation entre CB, VB, CA et VAE à l’équivalence. En déduire la concentration
molaire CB de la solution de soude.
c- Quel est le pH du mélange à l’équivalence ?
0,5 A
0,25 C
AB
1
0,75
0,75
0,5
0,75
C
A
A
AB
0,5
C
0,5
A
0,5
0,5
0,5
0,5
A
A
A
A
0,5
1
AC
AB
1,5
B
1
B
1
0,5
1
BC
A
A
0,5
0,5
0,5
1
A
AC
C
C
PHYSIQUE (15 points)
Exercice 1 (9 points)
Données E=12V, C=120μF.
Le condensateur est initialement déchargé.
A la date t=0s, on ferme l’interrupteur K.
1) En utilisant la convention récepteur, représenter par des flèches sur la fig1, les tensions Uc aux
bornes du condensateur et UR aux bornes du dipôle ohmique.
2) a- Donner l’expression de UR en fonction de i.
b- Donner l’expression de i en fonction de la charge q.
c- Donner la relation liant q et Uc.
d- En déduire l’expression du courant i en fonction de la capacité C du condensateur et de la
tension Uc.
3) a-En appliquant la loi des mailles, établir une relation entre E, UR et Uc
b- Etablir l’équation différentielle à la quelle obéit la tension Uc.
4) a- Vérifier que Uc=E (1 -
) avec τ =RC est solution de l’équation différentielle déjà trouvée.
b- De même, vérifier que Uc=E (1 ) respecte les conditions initiales (t=0).
5) On s’intéresse à la constante de temps τ du dipôle RC.
a- A l’aide de la courbe Uc=f(t) de la fig2, Déterminer la valeur de la constante de temps τ.
b- En déduire la valeur de la résistance R.
6) Calculer l’énergie électrique emmagasinée We par le condensateur à la fin de la charge.
Exercice 2 (6 points)
1) On éloigne le pôle nord d'un aimant de la face d'une bobine (B) fermée sur un
milliampèremètre, on constate que ce dernier indique un courant non nul au cours du
déplacement de l'aimant: fig3
a- Qu'appelle-t-on le courant détecté par le milliampèremètre?
Quelle est la loi qui prévoit le sens de ce courant? Enoncer cette loi.
b- En appliquant cette loi, indiquer sur la fig3 le sens de ce courant.
c- Représenter, sur la fig3, le champ magnétique crée par l’aimant a et le champ magnétique
induit i
Bar
2) La bobine (B), est maintenant insérée dans un circuit électrique comportant un interrupteur et
un GBF délivrant un courant variable dont les variations sont données par la fig4
(0,2A/div a l’échelle de l’intensité et 10ms/div a l’échelle du temps)
a- Qu'appelle-t-on le phénomène dont la bobine est le siège?
b- Donner le nom de ce signal, préciser sa période T sur la fig4.
3) Sachant que cette bobine possède une résistance supposée nulle et une inductance L=0,2 H.
a- Donner l'expression de l'intensité de courant i(t) au cours des deux phases [0, ] et [ , T].
b- Rappeler l'expression de la f.é.m. d'auto-induction e crée par la bobine.
c- Donner alors la valeur de e dans chacun des intervalles cités.
d- Représenter graphiquement e en fonction du temps.
Cap
0,5 AC
0,5 AB
1
BC
0,5 A
0,5 AB
0,5 C
Nom&Prénom : ……………………………………………………………..
R
C
E
K
Figure 1
UC
t (ms)
Figure 2
N
Déplacement
mA
I (A)
S
Figure 3
t (ms)
Figure 4