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Lycée 7 Nov. 87
Houmt Souk
Djerba
Devoir de Synthèse n°1
Sciences physiques
Année scolaire : 2006/2007
èmes
Section : 3
Math. et
Sc.Exp.
Chimie
Exercice N°1 (3,5 points)
Le diméthylamine (CH3)2NH est une base de Bronsted notée B
On dissout dans l’eau une masse m de B on obtient une solution S1de concentration molaire
C1 = 0.4 mol.L-1 et de volume V1 = 250 ml.
1- Définir une base de Bronsted (A1 , 0,25 pt)..
2- a- Donner l’acide conjugué de B (A2 , 0,25 pt).
b- Ecrire l’équation de dissociation de B dans l’eau qui est limitée. Déduire les deux
couples acide base qui interviennent .(A2 , 0,75 pt).
c- Déterminer la masse m dissoute pour préparer S1(A2 , 0,75 pt).
3- A la solution S1 on ajoute un excès d’une solution S2 de chlorure d’hydrogène (H3O+ + Cl-),
il se produit la réaction d’équation :
H3O+
+
(CH3)2NH
(CH3)2NH2+
+ H2O .
a- Montrer que cette réaction est une réaction acide base. Donner les deux couples acide
base qui interviennent (A2 , 0,75 pt). .
b- Déduire que l’eau est un ampholyte (A2 , 0,25 pt).
c- Sachant que la réaction est totale, déterminer la quantité de (CH3)2NH2+) formée.
(A2 , 0,5 pt).
On donne : O = 16 g. mol-1. C = 12 g. mol-1, H = 1 g. mol-1, N = 14 g. mol-1.
Exercice N°2 (3,5 points)
La combustion complète, dans le dioxygène, d’un échantillon de masse m = 0,56 g du
composé ( A ) donne d’un volume V = 0,96 L du dioxyde de carbone et une masse m’= 0,72g
d’eau.
1°) Décrire une autre expérience qui permet de mettre en évidence l’existence de l’élément
carbone dans ce composé (A ) (A1 , 0,25 pt).
2°)
a- Déterminer la masse de carbone et celle d’hydrogène dans l’échantillon (A2 , 1 pt).
On donne le volume molaire :V = 24 L mol-1
b- Déduire le pourcentage de carbone et celui d’hydrogène (B , 0,5 pt)
c- Monter que la formule brute du composé (A) est C4H8. Sachant que la masse molaire
de ( A ) est MA = 56 g.mol-1(A2 , 0,5 pt)..
d –A quelle famille appartient –il? (A1 , 0,25 pt).
e –Donner toutes les formules semi-développées possibles correspondantes à cette
formule brute (A2 , 0,75 pt).
f –Sachant que le composé ( A ) est à chaîne ramifiée, identifier ( A ) (C , 0,25 pt).
Physique
Exercice N°1 ( 9 points )
(F)
On néglige le champ magnétique terrestre.
Les parties I et II sont indépendantes
I1
I- Le fil conducteur(F), représenté sur la figure 1, est
infiniment long parcouru par un courant électrique
d’intensité I1. (F) crée a son voisinage un champ magnétique.
Au voisinage du fil (F), en un point M, on place une aiguille
aimantée montée sur pivot.
1°) Reproduire la figure 2 et représenter :
uur
• le champ magnétique B1 créé par le courant au point M
• l’aiguille aimantée;
• la ligne de champ passant par M. (A2 , 0,75 pt).
2°) On place maintenant un aimant en U tel que le point M se
trouve entre ses branches, on constate que l’aiguille aimantée
tourne d’un angle α = 55° voir figure 3 .
a- Préciser la nature du champ magnétique entre les
branches d’un aimant en U.(A2 , 0,25 pt).
b- faire un schéma et représenter au point M:
r
• B1 ;
r
• B 2 le champ créé par l'aimant en U;
r
• B champ resultant (A2 , 0,75 pt).
c- Déduire les noms des pôles p1 et p2 de l'aimant
(C , 0,25 pt)..
uur
uur
3°) a- Exprimer la valeur B 1 en fonction de B et de α
M
Figure 1
(F)
M
Figure 2
M
N
S
(B , 0,75 pt).
b- On place l'extrémité sensible de la sonde d'un teslamètre
au point M il indique la valeur : 6.10-2 T.
• Que représente cette valeur ? .(A2 , 0,25 pt)
uur
• Déduire la valeur B 1 (B , 0,5 pt)..
uur
c- Comment peut - on augmenter B 1 ?.(A2 , 0,5 pt)
II- On considère le dispositif constitué par :
- un cadre formé d’un fil conducteur rigide,
- d'une tige OA de longueur L = 15 cm
O étant le centre d’inertie du dispositif;
- un plateau accroché à l’extrémité A de la tige.
Le dispositif peut tourner autour d’un axe fixe
horizontal (∆) passant par O et perpendiculaire C
au plan formé par le cadre et la tige.
α P2
P1
Figure 3
(∆)
O
r
B2
H D
d
A
La partie CD du cadre se trouve entre les branches de l’aimant en U précédent.
En absence de courant la tige est horizontale
1°) On fait passer dans le cadre un courant électrique d’intensité I = 2A, la partie
ur
CD = 6 cm du cadre est soumise alors à une force F verticale et descendante appliquée au
point H.
ur
a- Qu’appelle-t- on la force F et rappeler son expression en donnant la signification de
chaque terme (A1 , 1 pt)..
b- Préciser le sens du courant qui circule dans le cadre .Justifier (A2 , 0,5 pt)..
ur
c- Dans quel sens tourne le dispositif sous l’effet de la force F (A2 , 0,25 pt)..
2°) Pour ramener le dispositif a la position d’équilibre telle que la tige soit horizontale on
place une charge de masse mc = 25g.
a- Rappeler la condition d’équilibre d’un solide mobile au tour d’un axe fixe (∆)
(A1 , 0,5 pt).
b- Exprimer les moments des forces extérieures exercée sur le dispositif (A2 , 1,25 pt).
r
ur
r mC g L
c- Montrer que la valeur de la force F s’écrit. F =
(B , 0,75 pt).
d
uur
d- Déduire la valeur du champ magnétique B2 (B , 0,75 pt).
r
On donne : d = 30 cm, g = 9,8 N.kg-1
Exercice N°2 (4 points)
1°) Donner la définition du champ gravitationnel crée par un
corps ponctuel en un point de l’espace qui l’entour. (A1 , 0,5 pt)
2°) Un satellite artificiel de masse m tourne, sur une orbite à une
hauteur h1, autour de la Terre.
r
a- Exprimer la valeur FT / S de la force exercée par la Terre
h1
sur le satellite en fonction de m, MT, RT et h1
(A2 , 0,5 pt)..
RT
r
b- En déduire l’expression de la valeur g1 du champ de
pesanteur à cette altitude (A2 , 0,5 pt)..
r
c- Donner l’expression de la valeur g 2 du champ de pesanteur à une hauteur h2 = 2h1
(A2 , 0,5 pt)..
r
r
( R T + 2h 1 )
d- Des mesures montrent que g1 = 2 g 2 . Montre alors que
= 2
(R T + h 1 )
(B , 0,5 pt).
r
r
e- En déduire la valeur de h1 et de h2 et celles de g1 et g 2 (B , 1,5 pt).
On donne : masse de la Terre MT = 6.1024 kg ; RT = 6400 km ;
constante de gravitation G = 6 ?67.10-11 S.I
Bon travail
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