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lc CIIII4IE TPts ExerciceL : ffiffi-._rtdrtions sont prises à25"C;Ke:l0-14 ' On dispose de deux solutions aqueuses 51 et 52 de même concentration molaire C>10-6 mol.L-l : *s1, urre solution aqueuse d'acide nitrique HNOI(acide fort) . *Si, une solution uq.r"rx. d'acide éthanoique CHsCozH(acide faible) I)La mesure de pH des deui solutions Sr et Sz a donné les valeurs suivantes pH:3,25 et pH'=1,7' iol Accorder à ôhaque solution la valeur de son pH , justifier' 2o) a-écrire l'équaiion modélisant l'ionisation de l'acide nitrique dans l'eau' b- Rappeler l'expression du pH de la solution Sl' c- Deâuire la concentration molaire C des deux solutions Sr et Sz. lo) Exprimer puis calculer le taux d'avancement final r 11de f ionisation de HNos dans la solution Sr l'i Pour la solution aqueuse'd'acide-éthanoïque CHICOzH' a- E6ire l'équatiàn modélisant l'ionisation de 1'acide éthanoïque dans l'eau. b- Dresser le tablear-r descriptif d'évolution de cette réaction. c- Déterminer les concentrations molaires des différentes entités chimiques (autres que l'eau) présentes dans la solution Sz. d- Àppliquer la loi d'action de masse pour trouver le pka du couple (CH3COzH / CH:COz)' e- Calculer la taux d'avancement finai r 21de f ionisation de CHsCO2H dans la solution Sz ; conclure. f- Etablir l,expression du pH de la solution 52 en précisant les approximations nécessaires. II On prend les deux solutions précédentes (S1 et Sz) et on les dilue, pour differentes concentrations molaires C, on mesure les valeurs du pH des deux solutions Sr et Sz on donne les courbes de pH des deux solutions en fonction de (-log C) : ptl=f (tog C ). N.B : CH:CO:H sera supposé faiblement ionisé dans toutes les solutions' pH Courbe Cz 314 3,25 214 rI lr7 C Courbe 0 0 1,7 2 -log C .4 I ,Lycêe www.BAC.org.tn Exercice 2 : On néglige l'amortissement et la réflexion des ondes. Une corde élastique, de longueur L: lrZm, tendue horizontalement est reliée par I'une de ses extrémités à un point S d'une lame vibrante qui lui impose un mouvement rectiligne sinusoïdal d'équationhoraire /^-,r^-3 ys(t)=3.10-3sin(1002t* g5), tensetyenm L'autre extrémité de la corde est reliée à un support fixe. La célérité des ondes le long de la corde est C = 10m.s -1. 1o) Quelle précaution doit-on prendre au niveau du support fixe pour éviter la réflexion des ondes. 20) Sachant que l'extrémité S de la corde débute son mouvement à la date t:0s dans le sens positif ascendant, déterminer «p5. 3o) Soit M un point de la corde situé à la distance SM = x de la source S. a- Etablir l'équation de l'onde progressive ÿr'r(t,x) le long de la corde. b- Cette équation est doublement périodique, donner la valeur de sa période temporelle et la valeur de sa période spatiale. 4") a- Ecrire l'équation horaire du mouvement d'un point A de la corde situé à xa = 35cm de S. b- Représenter sur le même système d'axes les diagrammes des mouvements des points S et A. Comparer les mouvements des points S et A. 5o) a- Etablir l'équation de la sinusoide des espaces à l'instant de date tr = 7,5.10 -2s. b- Représenter l'aspect de la corde à l'instant t1. c- Déterminer à la date tr, l'élongation de A et sa vitesse. d- Placer sur cet aspect les points de la corde qui ont, à la date t1, la même élongation que le point A et une vitesse négative. Comment vibrent ces points par rapport à A ? 6") On observe la corde à l'aide d'un stroboscope électronique ,qu'observe -t-on pour : Ne=50H2 et Ne=49H2. 4 www.BAC.org.tn PHYSIQUE l3pts Exercice I : L'oscillateur mécanique de la figure ci après (figure-1)est constitué de : -Un ressort à spires nôn jointiv.i, de *uit. négùgeable et de raideur K=80N.m-r -Un solide S supposé ponctuel de masse m:200g, pouvant coulisser sans frottement sur un banc à coussin d'air La palette fait partie du dispositif, de masse négligeable est responsable de l'existence des frottements visqueux .f=-}l^v o ù h est une constante positive On ébarte S de sa position d'équilibre d'une distance X.=Scm et on l'abandonne à lui-même sans vitesse initiale, il se met à osciller suivant l'axe x'x A un instant de date t , S passe par la position d'abscisse x avec la vitesse v , règle graduée ressort n palette d'air 1o) a- Quelle est la nature du mouve*J,liii$lide S ? b- Etablir l'équation différentielle vérifiée par la variable position x c- Après 4 oscillations I'amplitude X, devient X'r:4,5 cm. Déterminer une valeur approchée de la durée d'une oscillation (on considère que I'amortissement est faible) 2o) a- Rappeler l'expression de l'énergie mécanique de l'oscillateur en fonction de K, m, x et v b- Montrer que cette énergie ne se conserve pas . c- Déterminer la variation de cette énergie pendant les 4 premières oscillations. II) A l'aide d'un moteur, on exerce sur le solide une force sinusoïdale F=Fn sin( rat)i d'amplitude Fr=602N et de pulsation o réglable ressort . rèole x uee (s) palette moteur banc coi.rssin d'air Figure- 2- 1o) Que devient l'équation différentielle établie dans ( I 1) b- ) ? 2o)On fixe a2 à 10 iad.s-ret on prendra h=1,56kg.s-1 a- Faire le diagramme de Fresnel conforme a ce choix et établir l'expression de X, en fonction de Krm,h,F ^ et a) b- établir l'équation horaire du mouvement de(S). 3o) On faitvarier o et à chaque fois , on mesure l'amplitude X, des oscillations .ces mesures ciirt permis de tracer la courbe suivante ' a- Donner l'expression de l'ordonnée du point A et calculer sa valeur b- Quel est le phénomène qui se produit en r ? *donner l'expression o, et calculer sa valeur. 4o) On supprime la palette et on refait Ia même expérience que dans 3") a- Que devient le diagramme de Fresnel établi dans 2") ? . b- Donner la nouvelie équation horaire du mouvement de S pour a;:10rad.s-l c- Montrer que I'oscillateur f,rnit par se casser pour une valeur particulière de at . e- Donner la nouvelle allure de Xn en fonction de ar sur la figure -3-qu'on reproduit sur la feuille (s) fit x inextensible xm A a a) 3- a banc www.BAC.org.tn 1") Identifier la courbe qui correspond à la solution S1' 2o) Déduire le pka du couple (CH3CO2H i CHTCOz-)' 3oi a-En utilisant les courbes données déterminer les taux d'avancement finaux r 'l etr 'zr pour C=10-2mol.L-1. b- Déduire l'influence de la dilution sur : *L'ionisation de l'acide nitrique, en comparant t l etr 's ' *L'ionisation de l'acide éthanoique, en compard,nt t 2lett'21 ' Exercice 2 : Texte Le le coma c'est une le variation du nH A la température 37oC, une solution neutre a un pH = 6,8' A cette température;le sang humain doit avoir un pH entre 7 13 et 7 r5. Si le pH à, ,ur,g descend à 7,0 c'est la mort par le coma. Par contre s'il monte jusqu'à 7,8 c'est l1ryort far téianos. Il y-a donc tout un ensemble de reactions complexes à l'équilibre pour réajuster le pH du sang à une valeur constante en neutralisant l'excès d'acide et de base. L'trn des couples régulateurs du pH est le couple HzPO+ - i HPO+ 2 - de pKa = 6,82 à 37o ' La réaction dè UzPOr- avec 1'eau conduit à l'équilibre suivant : HzPOn- +HzO - H3O*+HPO.2- 1o)Calculerlavaleurduproduitioniqued.l,.m,pérature37oC. 2o') a- En appliquant la loi d'action de masse à l'équilibre chimique donné, montrer que t4PO{l = 19 RKa-RH. LHPO4'.1 b- Déduire la valeur du rapport iffii * dans le cas d'une mort par tétanos' * dans le cas d'une mort Par le coma. 3o)Quelle est la nature (acide basique ou neutre) d'une solution aqueuse de pH :7 à37oC ? e) www.BAC.org.tn iü lu -- i, h È. {ô ,{' \-J \q al §,t \l \ \ ^§ "\ \, I § \:,) \ \J V i) § § h {t i xl \ U \ \,U §l \§) à\ .§ \) \) I d, .r) \ ,{ \.i I \t N§ N§ i\ §N §\N '§N §x 'u, \ ,§ U § § d 1 .) tr o \ \ ff- x v '\, N, s ',) \ u § L i) U !t \\ -..) ù I { U \ lr Do 'c -fD \ + § ,-, s \ rl f'\) § ! \§ I ^* \ .+ h \ .\) \ -$. ig \i tn t\ It 4 [5 ül s t\ il i) \ \. \) \ \ \ è o \ §" l.L \- rl §*l \ () \, \ o \ §,, \§ .1\ 'ô \ § h- t ll '() \ e \ \ § G ^1. .l) \$ ^\ \.) r.L o:ù ! s V I { § I() \ .)' { { §'ü § .ù '§ S \N § I \ § \) + \r J ù.. .J\ § , ..t \ § {.J \ ù {, a§ -I ô) t *- t_\(J \ §§ §§ t U §- § ltrtf* r.l \ \t S uploads/s3/ devoir-synthese-n02-physique-avec-correction001.pdf