Contrôle de Sciences Physiques N°
Devoir surveillé de SPC N° 3. NOM : Classe : ... SFP5 - SFP6 - SFP3 - SFP8 ...
Exercice n°1 ( 3A ; 5C ; 1R ; 0E ; 2T ) : Au beau temps du vinyle. Bien noter que ...
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Devoir surveillé de SPC N° 3 NOM : Classe : Observations : Prénom : Date : Compétence A : / 5
Note globale Compétence C : / 10 Compétence R : / 3 Compétence E : -- / -- Compétence T : / 2 dont :
Soin dans la présentation * : NS - P - S
Soin dans la rédaction ** : NS - P - S
* Notamment lorthographe
** Notamment lutilisation cor-recte des chiffres significatifs et de lécriture scientifiqueSavoir-faire évalués :
(SFC2) - (SFC3) - SFC4 - SFC5 - SFC6
SFP5 - SFP6 - SFP3 - SFP8
Note éventuelle donnée pour la correction : (COMPETENCE C)
1A
1A
1C
1A+1T
2C+1T
1R
1C
1C
1C
2R
Bien noter : La durée est de 1 heure. Il sera tenu compte de la clarté des explications et du soin apporté à lorthographe et à la présentation.
Par ailleurs, il est recommandé décrire dabord lexpression littérale ou la relation mathématique utilisée, éventuellement de faire les conversions nécessaires, puis de réaliser lapplication numérique. Le barème détaillé en tient compte.
Exercice n°1 ( 3A ; 5C ; 1R ; 0E ; 2T ) : Au beau temps du vinyle
Bien noter que : les questions 1) 2) 3) et 4) sont indépendantes ; le document est à échelle réelle ; on parlera de « vitesse linéaire » (notée v) par opposition à « vitesse angulaire » (notée () ; lenregistrement est en fin du DS.
Au siècle dernier, avant la révolution du LASER et linvasion des « Compact Disk Audio », appelée dorénavant « CD audio », les anciens (jeunes à lépoque) écoutaient de la musique avec des galettes noires, en vinyle, quils posaient sur un appareil appelé « tourne-disque ».
Avant que ne disparaissent ces « antiquités », un enregistrement de deux points du disque a été fait sur un papier avec un dispositif de marquage par étincelage réglé sur un intervalle de temps de (t = 60 ms entre chaque étincelle. Noter que ce système est équivalent à celui utilisé par les mobiles autoporteurs de TP.
a) Pour chaque position représentée sur lenregistrement le plus extérieur, le point A possède-t-il la même vitesse linéaire ? En considérant que le mouvement de rotation est uniforme, justifie brièvement.
b) Les points A et B ont-ils la même vitesse linéaire à chaque instant ? Justifie brièvement.
a) A laide du document joint, détermine la valeur de la « vitesse linéaire » du point le plus extérieur noté A, par exemple en A5. Donne le détail du calcul.
b) Représente-la au niveau de sa cinquième position notée A5. Précise les caractéristiques du vecteur et soigne la construction en laissant apparents tous les éléments utiles à sa compréhension.
a) Quelle est la vitesse angulaire (en rad/s) de chacun des points du disque (en considérant que le mouvement est uniforme) ? Méthode obligatoire : Utiliser la formule du type EMBED Equation.3 . Donne ton calcul et laisse apparent tous les éléments nécessaires pour la compréhension de ta construction. Rappel : Un angle de 360° correspond à (2() radians.
b) Il existait pour ces disques trois vitesses de rotation possibles : 33 tours/min, 45 tours/min et 78 tours/min. Laquelle est celle qui correspond à lenregistrement ? Justifie en détaillant ton calcul.
Toujours à laide du document joint, mais en étudiant lenregistrement intérieur, réponds aux questions :
Représente le vecteur vitesse du point à sa position B5. Donne ton calcul.
Retrouve la vitesse angulaire du disque vinyle (par une méthode différente de celle de l a question 3).
Précise ce que tu dois mesurer sur lenregistrement pour pouvoir effectuer ce calcul.
Exercice n°2 ( 0A ; 1C ; 2R ; 0E ; 0T ) : Oxycoupage
Lors du découpage dune tôle au chalumeau oxhydrique, le fer brûle dans un jet de dioxygène : Loxycoupage.
Faisons lexpérience de combustion du fer dans un flacon de 1,0 L de dioxygène. Une vive réaction se produit si on a pris la précaution dintroduire un fil de fer porté à incandescence.
Calcule la quantité de matière de dioxygène présent. Dans les conditions de lexpérience, prendre un volume molaire égal à 24 L.mol-1.
Détermine la masse de fer qui pourrait brûler en présence de ce litre de dioxygène. Pour cela, écris léquation chimique de la réaction en admettant quil ne se forme quun seul produit, loxyde magnétique Fe3O4
Données utiles : M(O) = 16,0 g/mol ; M(Fe) = 55,8 g/mol
1C
1A+1,5C
1A
1,5C
Exercice n°3 ( 2A ; 4C ; 0R ; 0E ; 0T ) : Souvenir de TP
Au cours dune séance de travaux pratiques, un groupe délèves a fait réagir du magnésium sur de lacide chlorhydrique. Ils ont établi le bilan suivant :
Léquation chimique correspondante sécrit : Mg(s) + 2 H+ (aq) ( Mg2+ (aq) + H2 (g)
Données utiles : M(Mg) = 24,3 g/mol ; R = 8,314 SI ; conditions normales : 0°C (ou 273 K) et 1013 hPa (soit 1,013.105 Pa).
Fais le bilan de matière à létat initial : Pour cela calcule les quantités de matières des deux réactifs. On admettra à notre niveau que : c = [H(aq)+].
a) Etablis alors un tableau davancement complet en précisant le détail des calculs nécessaires à sa construction. Si tu nas pas pu faire les calculs précédemment, prends n(H+) = 5,00 mmol pour le construire.
b) A partir du tableau, dis quelle est la quantité de magnésium restante ? celle consommée ?
Concernant létat final, détermine la quantité de matière de dihydrogène produit par la réaction daprès le relevé des élèves. Est-ce en adéquation avec les prévisions faites précédemment ?
Enregistrement pour lexercice n°1
FILENAME \* MERGEFORMAT 2007_1s_03 p3 et c3.doc - DATE 10/12/2007
FILENAME \* MERGEFORMAT 2007_1s_03 p3 et c3.doc - DATE 10/12/2007
État initial
( Masse de Mg : 108 mg.
( 10,0 mL dacide chlorhydrique dont la concentration est c = 0,500 mol.L-1
( qð = 25 °C et p = 1015 hPa.
État final
( Il reste du magnésium.
( Il se forme un précipité blanc lorsqu on verse de la soude dans la solution.
( Volume de dihydrogène mesuré V = 60 mL.
( qð = 25 °C et p = 1015 hPa.
