Contrôle  N° 02

Avec un euro.

Le diamètre d'un cheveu.

Un peu de chimie.

Correction

Énoncé

 

   

 

 

1.      Avec un euro.

La méthode décrite ci-dessous permet de déterminer le diamètre de la Lune ,

connaissant la distance de la Terre à la Lune.

Un jour de pleine lune, on place une pièce de 1Є, de diamètre d = 23 mm ,

sur un support. 

On éloigne ensuite son œil jusqu’à occulter parfaitement la Lune avec la pièce. 

L’œil se trouve alors à la distance = 2,43 m de la pièce.

1.1.   Faire un schéma légendé de la situation

(il ne faut pas respecter les dimensions).

  • Schéma de la situation : 

 

1.2.   Calculer la valeur du diamètre apparent α de la Lune.

 

-       Valeur du diamètre apparent α de la Lune :

-      

1.3.   Calculer la valeur du diamètre D L de la Lune.

Sachant que la distance Terre-Lune D TL = 3,67 x 10 5 km .

Justifier votre réponse.

 

-        Les droites (AB) et (A’B’) sont parallèles.

-     Le théorème de Thalès permet décrire la relation suivante :

-      

 

2.      Le diamètre d’un cheveu.

Pour déterminer le diamètre d’un cheveu,

on choisit d’utiliser le phénomène de diffraction. 

On mesure pour cela la largeur L de la tache centrale de diffraction

obtenue en éclairant avec un faisceau laser six fils de diamètres d connus. 

Les résultats sont consignés dans le tableau suivant.

d ( μm)

20

30

40

50

70

80

100

120

140

L (cm)

14,8

10,0

7,6

6,0

4,2

3,8

3,2

2,8

2,6

Lorsque l’on réalise l’expérience avec un cheveu, la tache centrale de diffraction

mesure la longueur : L’ = 5,5 cm .

 

2.1.   Représenter graphiquement L = f (d) dans le cadre ci-dessous.

Comment se nomme la courbe obtenue ? Quelle est son utilité ?

 

2.2.   Donner un encadrement de la valeur du diamètre d’ du cheveu.

-        Encadrement de la valeur du diamètre d’ du cheveu :

-     50 μm    <   d’   <   70 μm

 

2.3.    Indiquer la méthode permettant de trouver la valeur du diamètre d’ du cheveu.

Donner sa valeur.

-         Méthode permettant de trouver la valeur du diamètre d’ du cheveu :

-         On utilise la courbe d’étalonnage et on fait une lecture sur le graphique :

-     d’ 56 μm

3.      Un peu de chimie :

3.1.   Première étape :

Dans une ampoule à décanter, on introduit une solution aqueuse

de diiode (jaune orangé)

puis délicatement une solution d’heptane (incolore).

Faire le schéma de l’ampoule lors de la première étape.

-          Schéma de l’ampoule à décanter :

 

3.2.   Deuxième étape : on agite et on laisse reposer.

Faire le schéma de l’ampoule à décanter.

-          Schéma de l’ampoule à décanter :

 

3.3.   interpréter le phénomène observé.

Quelle technique d’extraction a-t-on utilisée ?

 

-        Le diiode est plus soluble dans l’heptane que dans l’eau.

-     On a réalisé une extraction par un solvant.

 

L’huile essentielle du clou de girofle est obtenue par hydrodistillation. 

Afin de séparer l’huile essentielle du distillat,

on ajoute du dichlorométhane qui est insoluble dans l’eau.

3.4.   Décrire le principe de l’hydrodistillation.

  Schéma :

Cliquer sur l'image pour l'agrandir

(1) chauffe- ballon

(2) eau

(3)  thermomètre

(4)  réfrigérant à eau

(5)  arrivée et sortie d’eau

(6)  éprouvette graduée

(7)  clous de girofle

(8)  distillat

 

-        Dans l’entraînement à la vapeur, l’ébullition du mélange d’eau et

du produit crée un courant de vapeurs.

-        Ce courant de vapeurs est constitué de vapeurs d’eau et de vapeurs

des huiles essentielles du produit.

-        On condense ce mélange gazeux pour obtenir un distillat.

-        Ce distillat est constitué d’eau à l’état liquide et des huiles essentielles

à l’état liquide.

-        Les huiles essentielles étant peu miscibles avec l’eau et moins dense que l’eau,

elles surnagent.

 

3.5.   Quel est le rôle du dichlorométhane ?

Comment recueillir le dichlorométhane et l’huile essentielle qu’il contient ?

-        Le dichlorométhane est un solvant qui permet d’extraire les huiles essentielles

de la phase aqueuse (du distillat).

-        On utilise une ampoule à décanter.