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BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE 1 Bac 2018 Épreu

BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE 1 Bac 2018 Épreuve de physique-‐chimie Série S EXERCICE 1 : Vitamine C 1. Synthèse industrielle de l’acide ascorbique 1.1.1. C’est un changement de groupe caractéristique (carbonyle par hydroxyle). 1.1.2. C’est une addition car il y a disparition d’une double liaison (les deux atomes d’hydrogène se lient à chacun aux atomes initialement doublement liés). 1.2.1. C6H10O7 1.2.2. Il s’agit de l’eau H2O 1.3. Le spectre A correspond au D-‐sorbitol (bande large et moyenne entre 3000 et 3500 cm-‐ 1) et le spectre B correspond à l’acide ascorbique (bande large et forte entre 3000 et 2800 cm-‐1 et bande forte vers 1700 cm-‐1). 2. Titrage de l’acide ascorbique contenu dans un comprimé de vitamine C500 2.1. Schéma du montage 2.2. Il y a un échange d’un proton H+ entre l’acide ascorbique (acide) et l’ion hydroxyde (base). avec le 1 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE 2.3. A l’équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : 6 8 6 6 8 6 6 8 6 ( ) ( ) ( ) ( ) Beq HO V n C H O n HO C C H O V C H O − − ⎡ ⎤× ⎣ ⎦ = ⇔ = Par la méthode des tangentes parallèles, on détermine le volume versé à l’équivalence : Veq = 13,5 mL On réalise le calcul : 2 -1 6 8 6 2,00 10 13,5 ( ) 0,0270 mol.L 10,0 C C H O − × × = = 2.4. On calcule la masse en prenant en compte que l’on a prélevé un dixième de la solution initiale : 6 8 6 6 8 6 6 8 6 6 8 6 6 8 6 6 8 6 10,0 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 100,0 10,0 ( ) 0,0270 176 0,480 480 100,0 vitC m C H O n C H O M C H O C C H O M C H O m C H O g mg ⎛ ⎞ = × = × × ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ = × × = = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Les sources d’erreur possibles peuvent avoir lieu lors du prélèvement de 10,0 mL, lors de la détermination graphique du volume à l’équivalence. avec le 2 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE EXERCICE 2 : 1. Mesure de la vitesse initiale du ballon 1.1. Calcul de la longueur d’onde : 8 3 10 3,00 10 8,65 10 3,47 10 v m f λ − × = = = × × Il s’agit du domaine des micro-‐ondes 1.2. C’est l’effet Doppler. 1.3. La fréquence de l’onde reçue est supérieure car le ballon se rapproche du radar. 1.4. 3 8 1 1 0 10 4,86 10 3,00 10 21,0 . 75,6 . 2 2 3,47 10 emise f c v m s km h f − − Δ × × × × = = = = × × × Cette valeur est bien en accord avec l’indication de l’écran (arrondi à 76). 2. Validité du service 2.1. On applique la deuxième loi de Newton à la balle assimilée à son centre affecté de toute la masse, dans le référentiel terrestre supposé galiléen. m a P m a m g a g × = ⇔ × = × ⇔ = r u r r u r r u r avec le vecteur champ de pesanteur vertical et dirigé vers le bas On obtient bien les coordonnées du vecteur accélération, données dans l’énoncé 2.2. avec le 3 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE 4 0 0 0 0 0 0 0 0 ( ) En primitivant on obtient: ( ) ' (0) cos A t=0s on a: (0) sin cos On obtient: ' sin 1 Comme 0 : ' 0 0 ( ) ( ) En pri x y x y x y dv a dt v t C v t g t C v v v v C v C v C v v C v v t v v t g t dOM v dt α α α α α = = ⎧ ⎪ ⎨ = −× + ⎪ ⎩ = × ⎧ ⎪ ⎨ = × ⎪ ⎩ = × ⎧ ⎨ = × ⎩ = × = ⎧ = ° ⎨ = × = ⎩ = ⎧ ⎪ ⎨ = −× ⎪ ⎩ = r r u u u u r r 0 2 0 2 ( ) mitivant on obtient: ( ) ' 2 (0) 0 A t=0s on a: (0) 0 On obtient: ' ( ) ( ) 2 x t v t C t y t g C x y h C C h x t v t t y t g h = × + ⎧ ⎪ ⎨ = −× + ⎪ ⎩ = ⎧ ⎨ = ⎩ = ⎧ ⎨ = ⎩ = × ⎧ ⎪ ⎨ = −× + ⎪ ⎩ Pour obtenir la trajectoire, on remplace l’expression du temps obtenue avec x(t) dans celle de y(t) : 0 0 2 2 2 0 2 2 0 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 ( ) 2 x t x t v t t v t x t y t g h y t g h v x y x g h v ⎧ = × ⇔= ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ = −× + ⇔ = −× + ⎪ × ⎩ = −× + × 2.3. Au sol : y = 0 avec le 4 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE 5 2 2 2 0 2 2 0 0 2 ( ) 0 17,7 2 2 v h x x y x g h g h x m v v g × × = −× + ⇔ = −× + ⇒ = = × × La ligne de fond se trouvant à 18 mètres du serveur, la balle touchera avant cette ligne. 2.4.1. 2 1 2 c pp m c pp E m v E m g y E E E = × × = × × = + 2.4.2. La hauteur diminuant alors l’énergie potentielle diminue (courbe 1), tandis que la vitesse augmentant, l’énergie cinétique augmente (courbe 2). La courbe 3 correspond donc à l’énergie mécanique. 2.4.3. 2 1 : (0) 0,260 9,81 3,5 8,9 ' : (0) ( ) 2 (0) 1 ( ) (0) 8,3 . 2 pp pp c pp c pp Initialement E m g y J Comme l énergie mécanique est conservée on a E E finale E E finale m v E v m s m − = × × = × × = = × = × × = ⇒ = = 2.5. C’est à cause des forces non prises en compte : les forces de frottement de l’air. 3. Réception du ballon Etape 1 : On calcule la durée pour laquelle y(t) atteint la valeur de 80 cm : ( ) ( ) 2 2 ) 2 3,5 0,8) ( ) 0,74 2 9,81 h y t y t g h t s g × − × − = −× + ⇔= = = Etape 2 : On calcule la valeur de x associée : 0 ( ) 21,0 0,74 15,5 x t v t m = × = × = Etape 3 : On calcule la distance parcourue par le joueur D = 18,0-‐15,5 = 2,5 m avec le 5 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE avec le 6 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE avec le 7 BAC 2018 S CORRIGÉ DE L’ÉPREUVE DE PHYSIQUE CHIMIE OBLIGATOIRE avec le 8 uploads/Sante/ bac-s-2018-physique-chimie-obligatoire-corrige.pdf