Physique – exercitation sur l'évolution temporelle des systemes physiques et chimiques, Exercices de Physique Numérique
Eleonore_sa
Eleonore_sa29 April 2014

Physique – exercitation sur l'évolution temporelle des systemes physiques et chimiques, Exercices de Physique Numérique

PDF (273.4 KB)
4 pages
279Numéro de visites
Description
Physique – exercitation sur l'évolution temporelle des systemes physiques et chimiques. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Propagation d'une onde, Radioactivité, Évolution des systèmes électriques, Évolutio...
20points
Points de téléchargement necessaire pour télécharger
ce document
Télécharger le document
Aperçu3 pages / 4
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Aperçu avant impression terminé
Chercher dans l'extrait du document
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Aperçu avant impression terminé
Chercher dans l'extrait du document
Exercice 3 Evolution temporelle des systèmes physiques et chimiques 7 pts

Amérique du Sud 2006

EXERCICE III. ÉVOLUTION TEMPORELLE DES SYSTEMES PHYSIQUES ET CHIMIQUES

(7 points)

Cet exercice comporte 21 AFFIRMATIONS, toutes indépendantes, concernant l'évolution temporelle des

systèmes. Toute réponse doit être accompagnée de justifications ou de commentaires. À chaque

affirmation, vous répondrez donc par VRAI ou FAUX en justifiant votre choix à l'aide de définitions, de

calculs, de schémas à compléter SI VOUS L'ESTIMEZ NECESSAIRE sur la FEUILLE ANNEXE, À

RENDRE A VEC LA COPIE.

I. Propagation d'une onde.

On fixe un vibreur à l'extrémité d'une corde tendue. Une onde sinusoïdale de fréquence f = 25 Hz se

propage le long de la corde. Le milieu n'est pas dispersif.

Affirmation 1 : l'onde est transversale.

Affirmation 2 : la célérité de l'onde est v = 20 m.s-1.

Affirmation 3 : la célérité de l'onde dépend de la fréquence de la source.

Affirmation 4 : au moment de la prise de vue, le point M descend.

Dans un milieu non dispersif, une onde rectiligne sinusoïdale traverse une fente dont la largeur, fixe, est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde.

Affirmation 5 : le phénomène de diffraction est d'autant plus marqué que la fréquence de l'onde est

grande.

II. Radioactivité.

Le graphe ci-contre (figure 2) représente l'évolution temporelle de l'activité A d'un échantillon de radon

222.

Affirmation 6 : la demi-vie du radon 222 est :

t1/2 = 5,5 jours

Affirmation 7 : à l'instant de date t = 1,0 jour, il reste

environ 2,4  108 noyaux de radon 222 dans

l'échantillon.

III. Évolution des systèmes électriques.

La résistance du circuit de la figure 3 est réglable. Le générateur

délivre une tension constante E = 6,0 V. Le condensateur a une

capacité C = 1,0 µF

Un système d'acquisition permet d'enregistrer

l'évolution de la tension aux bornes du condensateur

en fonction du temps (figure 4).

À l'instant de date t = 0 s, on ferme l'interrupteur.

Affirmation 8 : à l'instant de date t = 0 s, le

condensateur est déchargé.

Affirmation 9 : en régime permanent l'intensité

du courant qui circule dans le circuit est nulle.

Affirmation 10 : pour obtenir la courbe 1, il faut donner à la résistance la valeur R = 2,0 k.

Affirmation 11 : pourpasser de la courbe 1 à la courbe 2, il suffit de diminuer la valeur de la résistance.

La résistance du circuit de la figure 5 est réglable. Le générateur

délivre une tension constante E = 6,0 V. La bobine a une résistance

interne négligeable devant R et une inductance L.

Un système d'acquisition permet d'enregistrer l'évolution au cours du

temps de l'une des tensions indiquées sur le schéma.

A l'instant de date t = 0 s, on ferme l'interrupteur.

Affirmation 12 : l'intensité du courant qui circule dans le

circuit vérifie l'équation différentielle : i –L di

E R dt

Affirmation 13 : la courbe de la figure 6 représente la

tension aux bornes du conducteur ohmique.

IV. Évolution des systèmes chimiques.

La courbe l de la figure 7 représente

l'évolution au cours du temps de

l'avancement de la réaction entre une mole

d'acide éthanoïque et une mole d'éthanol à

100°C sans catalyseur. La réaction conduit

à un équilibre chimique.

Affirmation 14: àl'instant de date t = 0 h,

la vitesse de la réaction est nulle.

Affirmation 15 : une élévation de

température du milieu réactionnel modifie

la vitesse de réaction.

Affirmation 16 : la vitesse de la réaction

diminue au cours du temps.

Affirmation 17 : l'ajout d'un catalyseur

dans le milieu réactionnel permet d'obtenir

la courbe 2.

On étudie la réaction d'oxydation de

l'acide oxalique HOOC-COOH (solution

incolore) par l'ion permanganate

MnO 4  (aq) en milieu acide (solution de

couleur violette). Le suivi de la réaction

est réalisé par un enregistrement

spectrophotométrique. La transformation

est totale. Parmi tous les réactifs et

produits présents dans le milieu

réactionnel, seul l'ion permanganate est

coloré et absorbe à la longueur d'onde

choisie. L'évolution de l'absorbance du

milieu réactionnel en fonction du temps est donnée sur le graphe ci-contre (figure 8).

Affirmation 18 : l'ion permanganate n'est pas le réactif limitant.

On réalise une pile avec les couples Fe3+(aq)/Fe2+(aq) et Ag+(aq)/Ag(s) (voir schéma de la figure 9).

La constante d'équilibre associée à la réaction (1) ci-dessous :

Fe3+(aq) +Ag(s) = Fe2+(aq) + Ag+(aq) vaut K = 0,31

Tous les ions en solution ont initialement la même

concentration :

[Fe2+(aq)]ini = [Fe3+(aq)]ini = [Ag+(aq)]ini = 0,20 mol.L–1

Affirmation 19 : quand le courant circule dans le circuit

extérieur, la transformation qui s'effectue dans la pile est une

transformation forcée.

Affirmation 20 : le sens spontané d'évolution de la réaction

(1) est le sens direct.

Affirmation 21 : en multipliant par 2 la concentration initiale des ions Ag+(aq) sans changer les autres

concentrations, on inverse le sens d'évolution de la réaction (1).

ANNEXE DE L'EXERCICE III

À RENDRE AVEC LA COPIE

Les schémas de cette feuille peuvent éventuellement servir à justifier certaines affirmations.

commentaires (0)
Aucun commentaire n'a été pas fait
Écrire ton premier commentaire
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Docsity n'est pas optimisée pour le navigateur que vous utilisez. Passez à Google Chrome, Firefox, Internet Explorer ou Safari 9+! Téléchargez Google Chrome