Sadiki Devoir de contrôle n° : 2 Dimanche 19 -02-2017

Collège Sadiki
Dimanche 19 -02-2017
Devoir de contrôle n° : 2
Sciences physiques
4ème Maths
Profs : Abid- Hrizi- Mediouni-Feki
et Cherchari
Chimie ( 7 points )
N.B : Toutes les solutions sont préparées à 25 ° C, température à laquelle le produit ionique de l’eau est
Ke=10-14.
Pour préparer trois solutions (S1) , (S2) et (S3), on dissout respectivement trois monoacides A1H, A2H et
A3H dans l’eau distillée. Les valeurs de leurs taux d’avancement finaux de dissociation dans l’eau sont
consignées dans le tableau suivant :
Solution
(S1)
(S2)
(S3)
Concentration molaire
C1=10C2
C2
C3=C2
Taux d’avancement final
1f=0,04
2f=0,04
3f=1
+
1- On néglige les ions H3O provenant de l’ionisation propre de l’eau.
a- Établir l’expression du taux d’avancement final de la réaction de dissociation d’un acide AH
dans l’eau.
b- Préciser que l’un des acides est fort et que les deux autres sont faibles.
c- Calculer la valeur de chaque concentration sachant que pH de la solution S3 est pH3=2.
2- Peut-on classer ces acides par ordre de force d’acidité croissante ?
3- a- Montrer que, pour un acide faible, f(10pKa – pH +1)=1.
b- Vérifier que si l’acide est faiblement ionisé : 10pH-pKa= f. Déduire dans ces conditions que
pH 
1
(pKa  logC)
2
c- Calculer les pKa des acides faibles puis les classer par ordre de force d’acidité croissante.
4- On prélève un volume V0=5 mL de la solution S2 auquel on ajoute 95 mL d’eau distillée afin
d’obtenir une solution (S’2) de concentration molaire C’2.
a- Décrire le mode opératoire pour préparer la solution (S’2) à partir de (S2). Préciser la verrerie
utilisée parmi la liste suivante :
Fiole jaugée de volume : 100 mL ; 250 mL ou 500 mL.
Pipette graduée de volume : 5 mL ; 10 mL ou 20 mL.
Pissette d’eau distillée.
b- Calculer :
 la valeur de pH de la solution (S’2).
 La nouvelle valeur du taux d’avancement final ’2f de dissociation l’acide A2H dans (S’2).
c- Comparer ’2f à 2f et déduire l’effet de la dilution sur l’ionisation d’un acide faible.
Physique ( 13 points )
Exercice 2 ( 8 pts) :
Une portion d’un circuit AB contient, disposés en série, un résistor de résistance R=80  , un
condensateur de capacité C et une bobine d’inductance L et de résistance r=10 . Entre A et B, on
applique une tension alternative sinusoïdale u(t) = Umsin(2Nt ) d’amplitude Um constante et de
fréquence N réglable. L’intensité du courant dans le circuit est i(t)=Imsin(2Nt +). Pour une fréquence N
=N1, on visualise, à l’aide d’un oscilloscope bicourbe, les tensions u R(t) aux bornes du conducteur
ohmique et u(t) aux bornes du circuit AB, respectivement sur ses voies Y 1 et Y2. On obtient les
oscillogrammes de la figure 1.
1- Pour une fréquence N=N1=222,22 Hz de la tension excitatrice on obtient les oscillogrammes de la
figure-1a-
Attribuer à chaque courbe la tension correspondante.
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bA partir des oscillogrammes,
déterminer :
Figure-1-

Les valeurs des amplitudes Um et
URm (amplitude de uR(t)).

le déphasage  = u - i , ou i
représente la phase initiale de i(t).
cEn déduire si le circuit est
capacitif ou inductif ?
dMontrer que :
2
3 ( R  r )C  1  2
0
C2
C1
.
2- Pour une fréquence N = N2 = 301 Hz. On constate que l’impédance du circuit est minimale.
a- Montrer que le circuit est le siège d’une résonance d’intensité.
b- Déterminer la valeur de C et celle de L.
c- Écrire l’expression de la tension aux bornes du condensateur.
d- Montrer que l’énergie totale du circuit est constante et calculer sa valeur.
3- Dans cette partie la fréquence de la
tension excitatrice est N=N3 , on réalise le
montage du circuit électrique schématisé
sur la figure-2- :
La tension indiquée par le voltmètre Vi est
notée Ui avec U1 =U2=U3 .
a- Faire la construction de Fresnel en
utilisant les tensions maximales. Échelle :
1 V  2 cm.
b- Montrer que :
0
 2 avec 3  2N3
3
c- Trouver alors la valeur de la fréquence N3
ainsi que celle du déphasage de u(t) par
rapport à i(t).
+

(S)
Exercice 2 ( 5 points) :
(R)
Un pendule élastique horizontal est formé d’un solide (S) de centre

d’inertie G et de masse m soudé à l’une des extrémités d’un ressort (R)
O i
-1
à spires non jointives de masse négligeable et de raideur K=40 N.m .
Fig Fig.5
1
L’autre extrémité du ressort est fixe.
Le pendule repose sur un plan horizontal (figure 1) et la position du centre d’inertie G du solide est
repérée sur un axe horizontal (O , i ) , d’origine O position d’équilibre du solide. Au cours de son
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x
mouvement, le solide (S) n’est soumis à aucune force de frottement.
1- Établir l’équation différentielle régissant les variations de l’élongation x(t)
2- Vérifier que x(t)=Xmaxsin( 0 t + x) est une solution de l’équation différentielle à condition que la
pulsation 0 vérifie une expression qu’on donnera en fonction de K et m .
3- On donne les courbes d’évolution de x(t) et celle de la vitesse v(t) (voir figure 2)
V(m.s-1)
0,4
x(cm)
2
Fig 2
Quel est le déphasage de x(t) par rapport à v(t).
Identifier les courbes C1 et C2.
Déterminer l’expression de x(t) et celle de v(t).
Calculer la masse m du solide.
4- Déterminer la distance parcourue par le solide(S) à l’instant t =  s.
abcd-
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