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Devoir N°1 Semestre 1 lycée Salah Eddine Al Ayoubi-tinghir- page 1 4 Pr: Med SA

Devoir N°1 Semestre 1 lycée Salah Eddine Al Ayoubi-tinghir- page 1 4 Pr: Med SALHI 2017-2018 7 :المعامل الفيزياء والكيمياء :المـــــــــــادة 2 س مدة :اإلنجاز شعبة العلوم التجريبة مسلك العلوم الفيزيائية :)الشعـــــب(ة L’usage d’une calculatrice scientifique non programmable est autorisé. Il est conseillé de donner les expressions littérales puis les applications numériques. Le devoir comporte 3 exercices : un exercice en chimie et 2 en physique Chimie (7 pts) Suivi temporel d’une réaction chimique Physique (13 pts) Exercices 1 : -propagation d’une onde mécanique sur la surface de l’eau -détermination de la vitesse du son dans l’air Exercice 2 : Propagation d’une onde lumineuse Le 01 novembre 2017 Page Devoir surveillé N°1 semestre 1—2eme baccalauréat internationale option français— série sciences expérimentales—option sciences physiques 2 4 CHIMIE (7 pts) L’eau de javel est un détergent, il contient des ions hypochlorites ClO-. L’eau de javel se dissocie spontanément et lentement selon une transformation modélisée par l’équation suivante : 2  ClO (aq) → 2  Cl (aq) + O2 (g) Pour étudier cette transformation, on prend, à température T=20°C une quantité d’une solution commerciale (S0), à partir de (S0) on obtient une autre solution (S1) après dilution 5 fois. On prend V1=100ml de la solution (S1) et à t=0 on fait entrer un catalyseur dans la solution et la transformation commence. Avec une méthode convenable on peut suivre l’évolution de cette transformation et on obtient la courbe en fonction du temps de la variation de l’avancement x=f(t), avec  est la tangente à cette courbe à t=200s. 1. Proposer une méthode convenable qui permet de suivre cette transformation. Justifier (0,5) 2. Dresser le tableau d’avancement de cette transformation. (0,75) 3. Déterminer la valeur de l’avancement maximal xmax et déduire la quantité de matière initiale de ClO- dans la solution (S1). (0,75) 4. Calculer la concentration initiale C1 de (S1) puis déduire la concentration C0 de (S0). (1) 5. Ecrire l’expression de la vitesse volumique à un instant t, et calculer sa valeur à t=200s. (1) 6. Comment évolue la vitesse volumique au cours du temps ? donner une explication. (1) 7. Définir le temps de demi-réaction t1/2 et donner sa valeur. (1) 8. On refait la même expérience mais à température T=40°C, tracer, en justifiant, sur la même courbe précédente, l’allure de la courbe obtenue dans ce cas. (Tracer les deux courbes) (1) Page Devoir surveillé N°1 semestre 1—2eme baccalauréat internationale option français— série sciences expérimentales—option sciences physiques 3 4 PHYSIQUE (13 pts) Exercice 1 (9pts) : Première partie : propagation de l’onde sur la surface de l’eau Lorsqu’un papillon tombe sur la surface de l’eau d’une rivière, elle crée en un point O des ondes qui se propagent dans toutes les directions. La figure ci-dessous montre les ondes crées par le papillon dans deux instants t1 et t2=t1+15s : 1.1. Définir une onde mécanique. (0,5) 1.2. L’onde crée par le papillon est-elle transversale ou longitudinale ? donner un autre exemple de ce type d’ondes. (0,75) 1.3. Calculer le retard temporel entre les deux ondes à t1 et t2. (0,5) 1.4. Calculer la vitesse v de propagation de cette onde sur la surface de l’eau. (1) 1.5. Tracer l’allure de la surface de l’eau à l’instant t=30s. (1) 1.6. Le papillon étant sur l’eau commence à aire des battements avec ses ails ( (رفرفةpour s’en sortir, et crée donc des ondes sur l’eau de fréquence f=25Hz comme le montre la figure : 1.6.1. Déterminer la longueur d’onde λ de cette onde. (0,75) 1.6.2. Calculer sa vitesse v. (1) 1.6.3. Les ondes crées par les battements du papillon arrivent à un obstacle d’ouverture a=0,5cm formé par deux grandes pierres (voir figure). Nommer les deux ondes avant et après l’obstacle, et donner la relation entre eux, puis dessiner l’onde après l’obstacle, qu’appelle-t-on ce phénomène ? (1,5) t1 t2 Page Devoir surveillé N°1 semestre 1—2eme baccalauréat internationale option français— série sciences expérimentales—option sciences physiques 4 4 Deuxième partie : vitesse de l’onde sonore dans l’air Pour déterminer la vitesse de propagation du son dans l’air, on utilise le montage ci-dessous formé par : un haut-parleur HP, un oscilloscope, un générateur GBF, un microphone M et une règle graduée. Le haut-parleur envoie une onde sonore de fréquence f=1250Hz, captée par le microphone M posé à une distance d=6,8cm, puis on observe sur l’écran de l’oscilloscope sur ses deux entrées Y1 et Y2 successivement les tensions électriques aux bornes du microphone M et du haut-parleur HP. 2.1. Pour les deux courbes  et , dites celui qui correspond au haut-parleur et celui du microphone M. justifier. (0,5) 2.2. Calculer la période T et déduire la sensibilité horizontale (vitesse de balayage) Sx de l’oscilloscope. (1) 2.3. Calculer la vitesse de propagation de l’onde sonore. (0,5) Exercice 2 : propagation d’une onde lumineuse (4pts) : Un laser S émet une onde lumineuse monochromatique de longueur d’onde λ, elle traverse un obstacle d’ouverture verticale de diamètre a, on observe alors sur un écran situé à une distance D=2m de l’ouverture, des taches lumineuses séparées par d’autres taches sombre. 1. Qu’appelle-t-on ce phénomène ? (0,5) 2. Qu’est-ce que ce phénomène montre à propos de la lumière ? (0,5) 3. On exprime l’écart angulaire par , définir ϴ. (0,5) 4. La courbe suivante donne les variations de ϴ en fonction de 1/a. à partir de la courbe déterminer la valeur de la longueur d’onde λ utilisé. (0,75) 5. Sachant que la largeur de la tache centrale est L=2cm, déterminer la valeur de a. (0,75) 6. On remplace le laser précèdent par un autre laser de longueur d’onde λ’ et la largeur de la tache centrale devient L=1,5cm, déterminer la valeur de λ’. (1) Oscilloscope uploads/Science et Technologie/ devoir-9 3 .pdf