Chimie - exercices sur la question " autour de la voiture" - correction, Questions d'examen de Chimie Organique
Renee88
Renee8824 avril 2014

Chimie - exercices sur la question " autour de la voiture" - correction, Questions d'examen de Chimie Organique

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Chimie - exercices sur la question " autour de la voiture" - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: le milieu matériel, Détermination de la célérité des ultrasons: 1ère méthode, L'électrolyte utilis...
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Exercice I: Autour de la voiture 7 pts

Afrique 2008 Exercice I. AUTOUR DE LA VOITURE (7 points)

PARTIE A. 1.1. Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

1.2. Entre la Terre et La Lune, il n’y a pas de milieu matériel, nécessaire à la propagation d’une onde mécanique.

1.3. Les ondes électromagnétiques, comme la lumière, peuvent se propager dans le vide.

1.4. La direction de la perturbation est parallèle à celle de la direction de la propagation, c’est une onde longitudinale. 2. Détermination de la célérité des ultrasons: 1ère méthode 2.1.2.2. En absence de son, l’amplitude de la tension aux bornes du récepteur est nulle.

Zones d’émission

Zones sans émission

2.3. Les deux récepteurs sont à la même distance de l’émetteur, on aura donc des salves de même amplitude, et reçues aux mêmes dates : voir l’animation d’A.Willm http://www.ostralo.net/3_animations/swf/sonar.swf

2.4.

2.5. V1 = d

t

V1 = -3

0,3

0,83 10 = 3,6102 m.s-1 = 4102 m.s-1

2.6. La célérité des ondes dépend du milieu de propagation, la célérité obtenue serait différente.

t

(1,1 cm)

(10 ms 13,2 cm)

t  1,1 cm 10 ms  13,2 cm,

il vient 1,1×10

Δt = 13,2

= 0,83 ms



3.1.

3T correspond à 7,5 divisions, or une

division correspond à 10 s

Il vient T = 75

3 = 25 s

f = 1

T

f = 6

1

25 10 = 40 kHz

3.2. Lorsque les sinusoïdes se superposent, cela signifie que les deux récepteurs sont situés dans deux zones où l’air est dans le même état vibratoire aux mêmes instants. À chaque fois

qu’il y a superposition, le récepteur B a été déplacé d’une distance égale à la longueur d’onde  de l’onde ultrasonore.

Pour la 10ème superposition d1 = 10 . Ainsi  = 1 d

10 .

= ,8 4

10 = 0,84 cm = 8,410–3 m

3.3. V2 = T

 = .f

V2 = 8,410–340103 = 3,4102 m.s-13.4. Le récepteur B est situé à la distance d2 telle que 3,5 < d2 < 4,0 cm.

,

,

3 5

0 84 < d2 <

,

,

4 0

0 84

4,2. < d2 < 4,8..

Si d2 = 4., alors les deux courbes seraient superposées.

Comme 4,2. < d2 < 4,8. alors le récepteur B est en décalage

temporel par rapport au récepteur A de 4,2.T à 4,8.T. Soit de 4T + . La courbe de la figure 3 (récepteur A) s’annule en descendant au bout 1,2 div. tandis que la courbe de la figure 4 (récepteur B) s’annule au bout de 2,5 div. Donc un décalage temporel de 1,3 divisions,

soit  = 1,3 div10 µs/div = 13 s.

Ce décalage temporel correspond à une distance d3 = V2..

d3 = 3,41021310–6 = 4,410–3 m = 0,44 cm.

d2 = 4+d3

d2 = 40,84 + 0,44 = 3,8 cm. Animations à visualiser D’Adrien Willm : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/onde_sonore_plane.swf De François Passebon : http://pagesperso-orange.fr/fpassebon/animations/son.swf

3T

4. Le son fait un aller et retour, la distance parcourue est D = 2.d.

D = V.t

2d = V.t

d = V. t

2

d =

, ,

,

3 31 2 10 9 0 10

3 6

2

  

= 1,5 m pensez à convertir les km.h-1 en m.s-1

Partie B : L'électrolyte utilisé dans la batterie 1. On veut effectuer une dilution : Solution mère S0 : V0 ; C0 Solution fille S1 : V1 ; C1 = C0 / 1000 Au cours d’une dilution la quantité de matière de soluté ne change pas, on a donc C0.V0 = C1.V1

C0.V0 = .0 1 C

V 1000

, ainsi il faut V0 = 1 V

1000 .

On prendra une pipette jaugée de 1,00 mL, munie d’un pipeteur, avec laquelle on prélèvera un volume V0 = 1,00 mL de la solution mère. On versera ensuite ce volume dans une fiole jaugée de 1,00 L. On ajoutera de l’eau distillée jusqu’au 2/3 et on complètera avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

2. [H3O+(aq)]éq =10–pH

[H3O+(aq)]éq = 10–2,13 = 7,4110–3 mol.L-1

3. La solution S0 est mille fois plus concentrée que la solution S1, [H3O+(aq)]éq = 7,41 mol.L-1

4.1. Équation chimique

H2SO4 (  ) + 2 H2O (  ) = 2 H3O+(aq) + SO42-(aq)

État du système

Avancement (mol)

Quantités de matière (mol)

État initial 0 ni (H2SO4) excès 0 0

État intermédiaire

x ni (H2SO4) – x excès 2x x

État finalxmax ni (H2SO4) – xmax

= 0 excès 2xmaxxmax

4.2. La réaction est totale, donc xf = xmax. or nf(H3O+(aq)) = 2 xf soit nf(H3O+(aq)) = 2.xmax

4.3. Si la réaction est totale, on a ni (H2SO4) = xmax ni (H2SO4) = nf(H3O+(aq)) / 2

4.4. c =

++ 3 (aq)f 3 (aq)i 2 4

H On (H O )n (H SO ) = =

V 2V 2

éq   

c = 2,1310

1000 2

= 3,71 mol.L-1

Merci de nous signaler d’éventuelles erreurs à [email protected]

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