Physique

Classe 1ère S4
DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE CHIMIE N°9
PHYSIQUE
EXERCICE 1 : Etude d'une pile de 4,5V
On fait débiter une pile 4,5 V du commerce dans une résistance variable. On mesure la tension UPN aux bornes
de la pile et l'intensité I dans le circuit. Les résultats sont consignés dans le tableau suivant.
UPN (V)
4.63
4.57
4.52
4.41
4.32
4.21
4.10
I(mA)
0
10.0
61.0
103
191
243
330
On obtient la caractéristique suivante :
Tension aux bornes du générateur en fonction
de l'intensité délivrée
4
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
050 100 150 200 250 300 350
I (mA)
UPN (V)
1. a. Faire le schéma du montage.
b. Orienter le circuit et représenter la tension UPN par une flèche.
2. a. Exprimer alors UPN en fonction de I.
b. Déterminer la fem E de la pile et sa résistance interne r.
3. Pour une tension UPN = 4.32 V , déterminer :
a. La puissance électrique fournie par le générateur
b. La puissance chimique transformée en énergie électrique
c. La puissance dissipée par effet Joule
d. Résumer les résultats par un schéma.
e. Calculer le rendement de cette pile.
EXERCICE 2 :
On considère le circuit schématisé ci-contre :
1. Représenter sur le schéma, les tensions UPN , UAB , UCD par des segments fléchés.
2. Calculer la valeur de la tension UPN , sachant que l’intensité du courant débité est I = 360 mA.
On donne :
E = 12,0 V
r = 2,40 
r’ = 7,20 
E,r
A
I
R
D
C
E',r'
B
N
P

3. a. On souhaite mesurer la tension UAB , représenter l’appareil de mesure en précisant ses bornes.
Ce dernier affiche : 3,82 V.
b. Calculer la force contre électromotrice de l’électrolyseur.
4. La tension UCD aux bornes du conducteur ohmique vaut UCD = 7,28V.
Déterminer la valeur de la résistance R.
5. Bilan de puissance de l’électrolyseur.
a. Faire un diagramme représentant les transferts de puissance de l’électrolyseur.
b. Calculer Pe la puissance électrique qu’il reçoit.
c. Calculer la puissance PJ perdue par effet joules dans l’électrolyseur.
d. Que représente la différence : Pe – PJ ? En calculer la valeur et préciser comment il était
possible de la déterminer directement.
e. Calculer le rendement  de l’électrolyseur.
6. Le générateur fonctionne pendant 17 minutes. Calculer We l’énergie électrique totale reçue par
l’électrolyseur.
CHIMIE
EXERCICE 1 :
1) A quelle famille appartiennent les molécules suivantes ?
Donner leur nom d’après la nomenclature officielle.
Indiquer leur formule brute.
a) b) c)
d) e)
2) Donner la formule semi-développée et topologique des molécules suivantes :
a) 3,3-diméthylbut-1-ène b) 3-éthyl-2-méthylpentane
EXERCICE 2 :
Soit la molécules suivantes :
Trouver pour cette molécule :
 2 isomères Z et E.
 2 isomères de constitution
Indiquer leur nom.
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3
CH3
CH2 = CH – C – CH3
CH3
CH3
CH3 – CH2 – CH – CH3
CH2
CH3
CH3 – CH = CH – CH2 – CH3

CORRECTION :
PHYSIQUE
EXERCICE 1 : Etude d'une pile de 4,5V
1a.b.c.
2a. UPN = E – rI
b. Sur le graphique, E est l’ordonnée à l’origine : la valeur de UPN quand La pile ne débite pas (I= 0) : E = 4,63 V
Sur le graphique, -r représente le coefficient directeur de la droite : r = -
AB
AB II UU 
= -
191,00 32,463,4
=1,62 
3. D’après le graphique, pour une tension U = 4,32V, l’intensité du courant dans le circuit vaut I = 191mA = 0,191A
a. Pe = UPN x I = 4,32 x 0, 191 = 8,25.10-1W
b. Pch = EI = 4,63 x 0,191 = 8,84.10-1W
c. PJ = rI2 = 1,62 x 0,1912 = 5,91.10-2 W
d.
e.  =
1
1
10.84,8 10.25,8 Pch
Pe
= 0,933 = 93,3%
EXERCICE 2 :
1. 3a.
2. UPN = E – rI = 12,0 – 2,40 x 0,360 = 11,1 V
3. b.UAB = E’+r’I
E’ = UAB – r’I = 3,82 – 7,20 x 0,360 = 1,23 V
4. UCD = RI donc R = UCD / I = 7,28 / 0,360 = 20,2 
5. Bilan de puissance de l’électrolyseur
a.
b. Pe = UAB x I = 3,82 x 0,360 = 1,37W
c. la puissance perdue par effet Joules.
P(perdue par effet joule) = r’I2 = 7,20 x 0,3602 = 0,933W
d. Pe – PJ représente la puissance chimique délivrée par l’électrolyseur Pch.
Pch = Pe – PJ = 1,37 – 0,933 = 0,437 W
Elle peut aussi être défini par la formule suivante : Pch = E’I = 1,23 x 0,360 = 0,442W
e.  =
37,1437,0 Pe
Pch
= 0,319 = 31,9%
6. We = Pe x t = 1,37 x (17 x 60) = 1,4.103J = 1,4 kJ
A
V
P
N
UPN
I
Générateur
Pch = 8,84.10-1W
PJ = 5,91.10-2 W
Pe = 8,25.10-1W
électrolyseur
eur
Pe
PJ
Pch
A
I
R
D
C
B
N
P
UPN
UAB
UCD
V
V
Com

CHIMIE
EXERCICE 1 :
1) a) 2-méthylpentane (alcane) C6H14 b) 3,3-diméthylbut-1-ène (alcène) C6H12 c) 3-méthylpentane (alcane) C6H14
d) 3-méthylhexane (alcane) C7H16 e) 2,4-diméthylpent-2-ène (alcène) C7H14
2) a) 3,3-diméthylbut-1-ène
b) 3-éthyl-2-méthylpentane
EXERCICE 2 :
2 isomères Z et E :
2 isomères de chaîne :
CH3 – CH – CH –CH2 – CH3
CH3
CH2
CH3
CH3
CH2 = CH – C – CH3
CH3
C = C
CH3
H
CH2 – CH3
H
(Z) pent-2-ène
C = C
CH3
H
CH2 – CH3
H
(E) pent-2-ène
CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3
pent-1-ène
CH2 = C – CH2 – CH3
CH3
2-méthylbut-1-ène