Fiche de physique - chimie
> >

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole

Partager :



Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 1

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 2

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 3

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 4

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 5

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 6

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 7

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 8

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 9

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 10

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 11

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 12

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 13

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 14


exercice Réservé aux Eleves ayant suivi l'enseignement de spécialité


Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 17

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 18

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 19

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 20

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 15

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 16






CORRECTION BAC METROPOLE
2016
PHYSIQUE CHIMIE
TS

Partager :

exercice 1

1.1. Cas A :
1.1.1. La fréquence f0 de ce signal est le nombre de bips sonores perçus par le détecteur par unité de temps.

1.1.2. Dans le cas d'une source immobile, T = T0.

1.2. Cas B :
La source s'approche su détecteur, et donc la fréquence perçue par le détecteur est supérieure à celle émise par la source. Donc : f'> f0.

Justification :
On sait que f = 1/T

f' = 1/T'. \text{ Or } T' = T_0(1-VS/Vson)

f'=\frac{V_{son}}{T_0(V_{son}-V_S)}=\frac{V_{son}}{(V_{son}-V_S)}\frac{1}{T_0}=\frac{V_{son}}{(V_{son}-V_S)}f_0

Or V_S<V_{son}, \text{ donc } \frac{V_{son}}{(V_{son}-V_S)}>1

Donc f' > f_0.

2.1. f_E = 10 MHz = 10 \times 10^6 Hz = 10^7 Hz

Pour trouver le(s) type(s) de vaisseaux sanguins, il faudra déterminer la vitesse moyenne du sang avec le décalage indiqué dans l'énoncé et ensuite utiliser la Figure 2.

Vitesse moyenne du sang v est donnée par :

V=\frac{V_{ultrason}}{2cos \theta}.\frac{\Delta f}{f_E}=\frac{1,57.10^3.1,5.10^3}{2.\frac{\sqrt{2}}{2}.10^7}=\frac{2,355.10^6}{2,828.10^7}\approx 0,083m.s^{-1}=8,3cm.s^{-1}

Donc, d'après la figure 2. A cette vitesse on a : les artérioles.

2.2. Dans les mêmes conditions et pour les mêmes vaisseaux sanguins, si on augmente fE, deltamajf augmente.

Justification :

V=\frac{V_{ultrason}}{2cos \theta}.\frac{\Delta f}{f_E} \Rightarrow \Delta f=\frac{V.2.cos\theta}{V_{ultrason}}.f_E

Or \frac{V.2.cos\theta}{V_{ultrason}} est constant

Donc si fE augmente, deltamajf augmente aussi.

3. f0 = 8,1.102 Hz
3.1. Sur chaque figure, entre 2 portions de cercle successives, il y a 1lambda.
Echelle : 1,2 cm correspond à 1m.

Figure 4 : la distance entre le premier et le dernier cercle est égale à 2,6 cm. Et on compte 5\lambda_0.

Donc 5\lambda_0 =\frac{2,6\times 1}{1,2}\approx 2,16667m

\lambda_0\approx 0,43334m

Figure 5 : la distance entre le premier et le dernier cercle est égale à 2,2 cm. Et on compte 5lambda'.

5\lambda '=\frac{2,1\times 1}{1,2}\approx 1,75m

\lambda '=0,35m

3.2. On sait que f =\frac{V}{\lambda}

V = f.\lambda = f_0.\lambda_0 = 8.1.10^2.0,434\approx 351m.s^{-1}

Cette valeur est comparable à la vitesse du son dans l'air, qui doit être de l'ordre de 340 m/s.

3.3. De même : f = \frac{V}{\lambda}, f'=\frac{V}{\lambda '}=\frac{351}{0,35}\approx 10.10^2Hz
f'>f_0

Oui, en accord avec le 1.2 puisque la fréquence perçue augmente quand l'hélicoptère s'approche.
La fréquence augmente, le son devient aigu.

3.4. D'après l'effet doppler :

f'=\frac{f_0.V_{onde sonore}}{V_{onde sonore}-V_{hélicoptère}}

V_{hélicoptère}=\frac{V_{onde sonore}.\Delta f}{f'}=\frac{351.(10.10^2-8,1.10^2)}{10.10^2}=66,69m.s^{-1}=240Km.h^{-1}

Une vitesse raisonnable pour un hélicoptère.



exercice 2

1.1. Formule développée linéaire de D-Glucose et carbones asymétriques :
Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 21


1.2. Les flèches courbes représentent les déplacements des électrons du site donneur vers le site accepteur.
Voir annexe

1.3 Oui.
Le glucose linéaire possède de fonction carbonyles (C=O), ce qui crée des liaisons d'hydrogènes avec d'autres molécules (O-H lié). Ces liaisons ne sont pas présentes dans les formes cycliques.

1.4. Le D-Glucose et le D-Fructose sont stéréoisomères parce qu'ils se différent par la configuration d'un seul carbone asymétrique.

1.5. A partir de alpha-(D)-Glucose et beta-(D)-fructofuranose (voir formules topologiques dans les données).

1.6. L'eau est un solvant polaire. Le saccharose contient un grand nombre des fonctions hydroxyles, ce qui le rend polaire aussi. Ainsi, il est très soluble dans l'eau.

1.7. L'acide joue le rôle du catalyseur chimique. Il est consommé en début de réaction et régénéré en fin de réaction.
On mesure le pH en début et à la fin de la réaction. La valeur du pH ne devrait pas être modifiée.

1.8. voir l'annexe ;

2.1. Formule semi-développée de l'éthanol : CH3-CH2OH

2.2. D'après la formule chimique de l'éthanol, on doit obtenir en RMN : 3 groupes de protons équivalents (Triplet, quadruplet et singulet).
Le spectre 2 est celui de l'éthanol.

2.3. Le % du saccharose dans la betterave est de : 19.5% en masse

Dans 1.25 kg de betterave, on a : 1.25*0.195 = 0.24375 Kg = 243,75 g de saccharose.

Donc, le nombre de mole de saccharose est n = m/M = 243,75 / 342 = 0.71 mole

Or d'après l'équation chimique :

n(éthanol) = 4*n (saccharose) = 2,85 mol d'éthanol.

Or, la masse d'éthanol est m = n*M = 2,85 * 46 = 131 g d'éthanol.

3.Volume (éthanol) = 3.106 m3
rho(éthanol) = 789.103g/m2 = m(éthanol)/V(éthanol)
=> m(éthanol) : rho(éthanol) * V(éthanol) = 789000 * 3.106=2367.109g d'éthanol.
=> n(éthanol) = m/M = 2367.109/ 46 = 51,46 .109 mol. d'éthanol.

n (saccharose) = ¼(n éthanol) = 12,86. 109 mol de saccharose.
=> La masse de saccharose nécessaire est m = n.M = 12,86.109.342 = 44. 1011g = 44.105 tonnes.

Or le saccharose est de 19.5 % en masse de betterave.
Donc, m(betterave) = m(saccharose)/0,195 = 2,3.107 tonnes de betterave.

On calcule le nombre d'hectares nécessaire x :
X = 2,3.107tonnes / 74,8 = 301659 hectares.

De l'ordre de 105 hectares.

(301659/10 millions) * 100 = 3 % de la surface cultivée en France en 2009.



exercice 3

1.1. D'après le texte la distance entre Tatoo1 et Tatoo2 est légèrement supérieure à 10 millions de km.

Sur la photo :
2*rayon = 7 mm
Et 10 millions de Km = 19 mm

Donc rayon r = \frac{10*7}{19*2}=1,84 millions de km environegal 2 millions de km

1.2.
rho = m/V
=> m = rho*V
rho(Soleil) = \frac{m(soleil)}{Vsoleil}=\frac{m soleil}{\frac{4}{3}\pi r^3}=\frac{2.10^{30}}{\frac{4}{3}\pi (7.10^{8})^3}=1392kg.m^{-3}

V (Tatoo 1 ou 2) = \frac{4}{3}\pi r^3=\frac{4}{3}\pi (2.10^9)^3=33,51.10^{27}m^3
m(Tatoo 1 ou 2) = 1392.33,51.1027 =46646.1027environegal 4,75.1031 Kg
Donc, de l'ordre de 1031 Kg.
10 fois plus dense que le soleil.

2.1. La distance entre la planète et les étoiles est beaucoup plus grande que celle entre les deux étoiles. Donc on considère que les deux étoiles sont confondues (une seule étoile), de masse totale = 2*masse d'une étoile = 2*4,75.1031Kg=9,5.1031 Kg

2.2.
Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 22


2.3. On se place dans un référentiel supposé galiléen
On applique la deuxième loi de Newton sur Tatooine :

\sum \overrightarrow{F_{extérieures}}=m.\vec{a}=\vec{F}

Or, \vec{F}=\frac{G.M(Tatoo).m(tatooine)}{R^2}.\vec{n}=m(tatooine).\vec{a}

On se place dans le repère de Frenet :
\overrightarrow{a_{tg}}=0 \text{ et } \overrightarrow{a_n} = \frac{V^2}{R}.\vec{n}

Donc, a_n=\frac{V^2}{R}=\frac{G.M(Tatoo)}{R^2}

fleche V=\sqrt{\frac{G.M(Tatoo)}{R}}=constant

Et donc mouvement rectiligne uniforme.

2.4. Mouvement circulaire uniforme :
V=\frac{2\pi R}{T}

T^2=\frac{4\pi^2}{G.M(Tatoo)}.R^3

T=\sqrt{\frac{4\pi^2}{G.M(Tatoo)}.R^3}=7,06.10^6s\approx 0,22 \text{ année sur terre}

Par rapport à la période de la terre autour du soleil, une année sur Tatooine est égale à 0,22 année sur terre.



exercice 3 (SPECIALITE)


Questions préliminaires

1. Il faudra tout d'abord calculer l'énergie qui correspond à lambdaC

E = \frac{h.c}{\lambda}=\frac{6.63.10^{-34}.3.10^8}{1110.10^{-9}}\approx 0.0179.10^{-17} \text{ Joules }\approx 1.2 eV

Et donc, on choisira la cellule en silicium polycristallin, du fait que son Gap correspond bien et qu'il un bon rapport qualité /prix et une durée de vie importante. Le monocristallin pourrait être choisit aussi (son gap correspond) mais son coût est très élevé.

2. L'énergie nécessaire pour élever 1 m3 d'eau d'une hauteur de 50m est E=m.g.h
1 m3 = 1000 L --------> 1000 Kg
E = 1000*9,8*50 = 49.104 joules.

Problème.
Le volume d'eau quotidien est de 35 m3.

Calculons l'énergie nécessaire pour ce volume, sachant que pour 1 m3 il nous faudra 49.104 Joules.

On obtient, E= 1,715.107 Joules.

Ensuite on calcule la puissance moyenne nécessaire du moteur de la pompe, en prenant en compte 6 h (6*3600 = 21600 secondes) de fonctionnement : P = E/t

On obtient :
Putile = (1,715.107)/21600 = 794 W

Puis on calcule la puissance que devrait recevoir les panneaux solaires sachant que le rendement qu'on choisit est 5,2 % :
On obtient :

Preçue = Putile/0.052 = 15269 W.

Enfin, pour calculer la surface de panneaux solaires, il faut choisir une valeur de l'ensoleillement.

Le besoin important d'eau est dans la période de sécheresse et donc de Novembre à Avril (il faut se référer sur l'histogramme de la précipitation).

Ainsi, on choisira le minimum au 15 Janvier :

Puissance surfacique du rayonnement Psurf= 880 W.m2.

On Preçue = Psurf * S et Sachant que Preçue est déjà déterminée

on obtient S = (Preçue)/(Psurf) = 15269 /880 environegal 17,4m2

Donc, de l'ordre de 18 m2 de panneaux solaires à installer.
Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 23

Sujet et correction Physique Chimie Bac S 2016 Métropole : image 24
Publié le
ceci n'est qu'un extrait
Pour visualiser la totalité des cours vous devez vous inscrire / connecter (GRATUIT)
Inscription Gratuite se connecter


Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2017

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 201 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !