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GS. AL YAWM 2èmeBAC SPC Biof Prof. Jaouad AL Devoir Maison n°1 Semestre 1 2ème

GS. AL YAWM 2èmeBAC SPC Biof Prof. Jaouad AL Devoir Maison n°1 Semestre 1 2ème Bac SPC option Fr Physique - Chimie (Durée (tf −ti = 2H)) Partie 1. Chimie (7 Pts) On étudie en fonction du temps l’évolution d’un mélange obtenu à partir de V1 = 100 mL d’une solution d’acide oxalique H2C2O4(aq) de concentration C1 = 8.10−2 mol.L−1 et V2 = 100 mL d’une solution acidiﬁée de dichromate de potassium (2K+ (aq) + Cr2O2− 7(aq)) de concentration C2 = 2.10−2 mol.L−1. Les couples d’oxydo-réduction intervenant dans cette réaction sont : Cr2O2− 7(aq)/Cr3+ (aq) et CO2(g)/H2C2O4(aq) La température étant maintenue constante, on suit la concentration des ions Cr3+ (aq) formés au cours de la réaction et on obtient la courbe ci-contre. 1. Écrire les deux demi-équations électroniques et déduire que l’équation bilan de la réaction qui se produit entre l’ion dichromate Cr2O2− 7(aq) et l’acide oxalique H2C2O4(aq) est : Cr2O2− 7(aq) + 3H2C2O4(aq) + 8H+ (aq) − →2Cr3+ (aq) + 6CO2(g) + 7H2O(ℓ) (1pt) 2. Dresser le tableau d’avancement. (0,5pt) 3. Déterminer le réactif limitant et en déduire l’avancement maximal xmax de la réaction chimique. (0,5pt) 4. Citer une technique qui permet de suivre l’évolution temporelle de cette réaction chimique. Justiﬁer votre réponse. (0,5pt) 5. En se basant sur le tableau d’avancement, démontrer que l’expression de l’avan- cement x(t) de la réaction à l’instant t en fonction de [Cr3+ (aq)]t est donnée par : x(t) = [Cr3+ (aq)]t.VT 2 . (0,5pt) 6. Déterminer la composition du système chimique à t = 10 s. (1pt) 7. Exprimer la vitesse volumique de la réaction chimique en fonction de [Cr3+ (aq)]t. (0,5pt) 8. Déterminer graphiquement la vitesse volumique de la réaction chimique à les dates t0 = 0 s et t = 40 s. (1pt) 9. Déﬁnir un facteur cinétique puis donner deux exemples. (0,5pt) 10. Démontrer que [Cr3+ (aq)]t1/2 = [Cr3+ (aq)]max 2 et en déduire la valeur de t1/2. (1pt) Partie 2. Physique (13 Pts) Exercice 1 (5,5 Pts) On crée, à l’instant t = 0 s, une perturbation à l’extrémité d’une corde élastique, la ﬁgure ci-dessous représente l’aspect de la corde à un instant t1 = 2, 4 s, tel que M est le front de la perturbation à l’instant t1. 1. Donner la déﬁnition d’une onde mécanique. (0,5pt) Physique - Chimie page 1 A.S. 2022/2023 GS. AL YAWM 2èmeBAC SPC Biof Prof. Jaouad AL 2. Donner la déﬁnition d’une onde transversale et la déﬁnition d’une onde longitudinale.(1pt) 3. Déduire alors la nature de l’onde étudiée. (0,5pt) 4. Quelle est la direction et le sens du déplacement des points P, N et M à l’instant t1.(1pt) 5. Calculer la vitesse de propagation de l’onde. (0,5pt) 6. Quelle est la durée ∆t du signal (la durée de la perturbation) ? (0,5pt) 7. On considère un point Q de la corde tel que SQ = 10 m. A quel instant l’onde arrive au point Q, et à quel instant va quitter le point Q. (1pt) 8. Calculer le retard temporel τ de l’onde entre le point M et le point Q. (0,5pt) Exercice 2 (7,5 Pts) Pour déterminer la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’eau, on place sur une ligne droite, un émetteur E (Haut-Parleur) des ondes sonores et un récepteur R(Microphone), tel que la distance qui les sépares est ℓ= 1, 50 m À l’aide d’un oscilloscope, on visualise à l’entrée YA le signal de l’émetteur E, et à l’entrée YB le signal du récepteur R, et on obtient l’oscillogramme représenté dans la ﬁgure (1). On donne la sensibilité horizontale Sh = 0, 2 ms/div. 1. L’onde sonore est une onde transversale ou longitudinale ? justiﬁer votre réponse. (1pt) 2. L’onde sonore arrive au microphone R en faisant un retard temporel τ par rapport à l’émetteur. Calculer la valeur de τ. (0,5pt) 3. Calculer veau la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’eau. (1pt) 4. En enlève la cuve à eau. L’onde sonore se propage dans l’air, dans ce cas il y a une relation entre la vitesse de propagation de l’onde sonore et le coeﬃcient de compression χ et la masse volumique ρ. Dans le cas de l’air : ρ = 10−3kg.m−3 et χ = 8, 65.10−3 m.kg−1.s2. Dans ces conditions, la vitesse de propagation de l’onde est donnée par l’une des relations suivantes : 1 ⃝vair = 1 √ρ.χ 2 ⃝vair = 1 ρ.χ 3 ⃝vair = √ρ.χ a. Selon l’analyse dimensionnelle, déterminer la bonne relation et calculer vair. (1pt) b. Comparer vair et veau. Conclure. (0,5pt) 5. À l’aide d’un vibreur, on crée, dans une cuve à eau, des ondes circulaires progres- sives et périodiques. On éclaire la cuve à ondes par un stroboscope et on obtient une immobilité apparente lorsqu’on règle la fréquence sur NS = 10 Hz. La ﬁ- gure (2) représente les lignes circulaires des sommets des ondes, avec AB = 15cm. On ajoute au bassin deux plaques distantes de a = 2cm. a. Déterminer la fréquence des ondes, la longueur d’onde λ et déduire la vitesse de propagation de l’onde. (1pt) b. Comparer l’état de vibration des deux points A et B. (0,5pt) c. Lorsqu’on règle la fréquence du vibreur sur N ′ = 15Hz, on trouve λ′ = 4cm. Calculer la vitesse de propagation de l’onde v′ et la comparer avec v, et en déduire la nature du milieu de propagation. (1pt) d. La fréquence est réglée à nouveau sur 10Hz ; recopier la ﬁgure 2 et représen- ter l’allure des ondes après la traversée de la fente a. Nommer ce phénomène. (1pt) Physique - Chimie page 2 A.S. 2022/2023 uploads/Finance/ devoir-surveille-n01-semestre-1-2eme-bac-sp-biof-prof-jaouad.pdf