Énoncé

Corrrection

Contrôle N° 01 bis    2 h

La chimie au fil du temps

La pesanteur.

Le retard à l'oscilloscope.

Le saut à la corde.

 

   


 

I- La chimie au fil du temps.

1)- Demi-équations : il ne faut pas faire les choses à moitié.

Équilibrer les demi-équations d’oxydoréduction des couples

oxydant / réducteur suivants (le cas échéant, on supposera être en milieu acide).

a)-   Couple Ag + (aq) / Ag (s).

b)-   Couple ClO(aq) / Cl2 (aq).

c)-   Couple C6H6O6 (aq) / C6H8O6 (aq)

d)-   Couple O2 (aq) / H2O (aq).

2)- Facteurs cinétiques.

On réalise l’oxydation des ions iodure I (aq) (du couple I2 (aq) / I (aq))

par les ions peroxodisulfate S2O82 – (aq) (du couple S2O82 – (aq) / SO42 – (aq)).

a)- Écrire l’équation de la réaction d’oxydoréduction correspondante.

Cette transformation est lente. 

Pour suivre l’évolution en fonction du temps de la concentration en diiode I2 (aq)

dans le milieu réactionnel, on réalise quatre expériences dans des

conditions différentes puis on trace les courbes [I2] = f (t) correspondantes. 

Les conditions expérimentales et les courbes obtenues sont les suivantes.

Expérience

1

2

3

4

 

Température

° C

20

20

35

35

[I]0

mmol / L

20

40

20

40

[S2O82–]0

mmol / L

10

20

10

20

b)- Par quelles techniques peut-on suivre l’évolution de cette réaction ?

c)- Quels facteurs cinétiques sont ainsi mis en évidence ? 

Préciser leurs effets. Justifier votre réponse de façon détaillée.

d)- Le volume du mélange réactionnel lors de

l’expérience 1 est V = 100 mL. 

Déterminer la valeur de l’avancement maximal x max de la réaction.  

En déduire la valeur de la concentration en diiode correspondante.

e)- Définir la vitesse volumique d’une réaction chimique. 

Sachant que x = n (I2) à chaque instant, déterminer la valeur de

la vitesse de la réaction chimique lors de l’expérience 4 à la

date t = 20 min. 

Préciser la méthode utilisée.

II- La pesanteur.

Pour déterminer l’intensité de la pesanteur g d’une planète, 

un astronaute suspend une bille de masse m = 60,0 g à

l’extrémité d’un fil métallique de longueur L = 1,60 m 

et de masse linéique μ = 0,30 g / m (masse par unité de longueur).

À l’aide d’un dispositif électronique, l’astronaute mesure la durée

τ = 80,0 ms mise, par une impulsion transversale, pour parcourir

le fil dans le sens de sa longueur.

1)- Que signifie le mot transversal ?

Quelles sont les caractéristiques de l’onde obtenue ?

2)- La célérité v de propagation de l’onde obéit à la relation :  

ou T désigne la tension du fil.

a)- Quelle grandeur caractérise l’inertie du milieu ?

Justifier la réponse à l’aide de la formule.

b)- Quelle grandeur caractérise la rigidité du milieu ?

Justifier la réponse à l’aide de la formule.

c)- Vérifier l’homogénéité de la formule en admettant que l

a tension T du fil est égale au poids P de la bille.

d)- Calculer la valeur de la célérité v de l’onde.

3)- Calculer la valeur de l’intensité de la pesanteur g au lieu

de l’expérience en supposant la masse du fil négligeable devant celle de la bille.

4)- Quelle valeur de τ l’astronaute aurait-il obtenu avec un fil 4 fois plus

court mais de même masse linéique ?

III- Le retard de l’oscilloscope.

On enregistre grâce à un oscilloscope :

en voie 1, le signal électrique produit par un émetteur d’ultrasons et

en voie 2, le signal enregistré par un récepteur d’ultrasons situé à la

distance d = 5,1 cm

La sensibilité horizontale est 50 μs / div et

la sensibilité verticale est 200 mV / div pour les deux voies.

1)- Évaluer la durée Δt  du signal (en ms) et son amplitude Um (V).

2)- Déterminer la valeur de la durée τ qui sépare l’émission de la

réception du signal.

3)- Déterminer la valeur de la célérité v de l’onde ultrasonore dans l’air,

dans les conditions de l’expérience.


IV- Le saut de la corde.

On provoque au point S un ébranlement à l’extrémité d’une corde.

On présente ci-dessous la chronophotographie du phénomène.  

La corde mesure  =  3 m et la distance .

1)- Le phénomène présenté constitue-t-il une onde ?

Si oui donner ses caractéristiques.

2)- Déterminer la valeur du retard τ de l’onde entre les points S et M.

En déduire la célérité v de l’onde.