énoncé

DEVOIR DE PHYSIQUE N°7
SUJET A
NOM :
Vous rédigerez les réponses sur une copie. Pour chaque réponse, vous donnerez la formule utilisée,
puis le calcul, puis le résultat du calcul. Une réponse brute ne donne aucun point.
Données :
On rappelle la notation utilisée pour les grandeurs suivantes :
n : Quantité de matière de la substance en mol,
m : masse de la substance considérée en gramme (g).
M : masse molaire du corps pur considéré en g .mol-1.
N : nombre d’entités c’est-à-dire de molécules, ou d’atomes,
NA nombre d'Avogadro : NA = 6 x 1023 mol-1,
Cm : Concentration massique en g.L-1 ,
V volume de solution en L,
T période en s, F fréquence (Hz).
Sous multiple d’une unité : m = milli = 10-3 = 0,001.
;
Eléments
Masse molaire atomique M en
g .mol-1
;
H
1
O
16
C
12
N
14
Cl
35,5
Cu
63,5
K
39
Au
197
Mg
24
Ag
108
EXERCICE 1 : (2 points)
Une pièce en cuivre contient une quantité de matière n = 0.50 mol de cuivre Cu.
a) Combien d'atomes de cuivre N contient-elle ?
b) Quel est sa masse m ?
EXERCICE 2 : Un solide : le saccharose d’une boîte de sucre. (5 points)
Le saccharose est plus simplement le sucre commercial extrait de la betterave sucrière ou de la canne à
sucre. Ce sucre est le constituant du sucre blanc courant.
Une boîte de sucre de 1,0 kg contient 3 niveaux de morceaux de sucres. Chaque niveau est un pavé de 4
lignes contenant chacune 14 morceaux de sucre.
a) Montrer que la masse d’un morceau de sucre est m = 5,0 g.
b) Calculer la masse molaire moléculaire M du saccharose de formule C12 H22 O11 .
c) En déduire la quantité de matière n (mol) de saccharose d’un morceau de sucre.
d) On place un morceau de sucre dans un verre de volume V =20cL=0,02 L. Quelle est la concentration
massique Cm en saccharose de cette solution ?
e) Une boisson a une concentration massique Cm en saccharose de 10 g/L, quel volume V de boisson
contient la même masse de sucre (5g) ?
EXERCICE 3 : Le débit sudoral (volume de sueur émis en une heure) d'un sportif est d'en moyenne
0,75L par heure. L'analyse de la transpiration montre que la concentration massique en ions sodium Na+ est
d'environ 1,2 g.L-1. (6 points)
1. Amélie est une joueuse de tennis. Elle dispute un match de 2 heures.
a) Calculer le volume V de transpiration émise.
b) En déduire la masse m en ions sodium perdue, ainsi que la quantité de matière n qu'elle représente.
2. Pour compenser cette perte, la sportive doit se réhydrater. Calculer le volume V’ de boisson réhydratante,
à la concentration de 2,5 g.L-1 en ions sodium qu'elle doit boire ?
EXERCICE 4 : Electrocardiogramme. (4 points)
Soit l’électrocardiogramme de Pierre : Horizontalement : 1
grand carreau de 5 mm  0,4 s.
1. Tracer sur l’électrocardiogramme un segment
horizontal représentant une période du
phénomène.
2. Déterminer cette période T (s) :
3. Donner la définition de la fréquence :
4. Donner la relation entre la période T et la
fréquence F, d’un phénomène périodique :
5. A partir de la période déterminée
précédemment, déterminer la fréquence F des
battements du cœur en Hz puis en battements par
minutes.
6. Pour participer à un marathon, Pierre doit avoir une fréquence cardiaque au repos comprise entre 60 et 100
battements par minute. Peut-il participer au marathon, justifier.
EXERCICE 5 : Représentation de LEWIS. (3 points)
Molécule
Formule : H2CO
H (Z=1)
H(Z=1)
Atomes
Répartition des électrons sur
les couches électroniques
REPRESENTATION DE
LEWIS des électrons de la
couche externe (Jusque 4 ils
sont célibataires puis ils
forment des paires)
nb e- sur la couche externe
pour chaque atomes
ne
nt
nd
nombre total d’électrons
nombre de doublets
Représentation de Lewis de la
molécule (H doit satisfaire la
règle du duet, les autres atomes
la régle de l’octet).
C (Z=6)
O (Z=8)