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Examen Du PROBAT EPREUVE DE PHYSIQUE – CHIMIE Série D Session 1996 (Normale)

EXERCICE I (3,5 pt)

Un ester E de formule brute C4H8O2 a été obtenu par action d’un acide carboxylique sur un alcool A. 1) Donner les formules semi-développées des esters isomères de E. Les nommer. 2) L’alcool A a été obtenu par hydratation de l’éthylène. Identifier E. 3) On introduit dans un tube une masse m1 = 3,38g de l’alcool A et une masse m2 = 4,41g de l’acide carboxylique. Le tout scellé, est placé dans une enceinte a la température θ = 100°C. Quelles sont les caractéristiques de la réaction qui se produit ? 4) Apres plusieurs jours, on dose l’acide restant avec une solution d’hydroxyde de sodium de concentration C = 2mol.l-1. A l’équivalence, le volume de base utilisé est V = 12,5cm3. a/ Ecrire l’équation bilan de la réaction de neutralisation. b/ Calculer la masse de l’ester formé. En déduire le pourcentage d’alcool estérifié. On donne les masses molaires atomiques en g.mol-1 : M(C) = 12 ; M(H) = 1 ; M(O) = 16

EXERCICE II (4,5 pt)

On réalise une pile avec les couples oxydo-réducteurs Fe2+ / Fe et Mg2+ / Mg. On donne : E10 (Fe2+ / Fe) = -0,44V et E20 (Mg2+ / Mg) = -2,34V. 1) Représenter par un schéma cette pile. Préciser la polarité. 2) a/ Ecrire les demi-équations électroniques des coupes mis en jeu. b/ En déduire l’équation bilan de la réaction ayant lieu quand la pile débite. 3) Calculer sa force électromotrice Ep. (La température est de 25°C ; les concentrations molaires valent 1 mol.l-1). 4) Insérée dans un circuit, cette pile débite un courant d’intensité constante I = 50 mA. La masse de l’une des électrodes diminue de Δm = 30 mg. a/ De quelle électrode s’agit-il ? b/ Calculer le temps nécessaire a cette diminution de masse. On donne le nombre d’Avogadro N = 6,02.1023 mol-1 ; la charge élémentaire e = 1,6.10-19C ; MMg = 24,3 g.mol-1 ; MFe = 56g.mol-1

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EXERCICE 3 (4 points)

Aux deux extrémités d’une tige rigide de masse négligeable se trouvent deux petites sphères S1 et S2, de masse respectives m1 = 10g et m2 = 2m1 et dont les centres C1 et C2 sont distants de d = 12cm. La tige peut tourner dans un plan vertical autour d’un axe horizontal (Δ) passant par O1 tel que OC1 = d1, OC2 = d2 = 3d1. On écarte la tige d’un angle θ0 par rapport à sa position d’équilibre stable, et on l’abandonne sans vitesse. (voir fig. 1). 1) Quelles sont les expressions des moments par rapport à (Δ) des poids S1 et S2 dans la position θ0 ? 2) a/ Trouver le moment résultant des forces appliquées au système pour θ0 = 60°. On donne g = 9,8.N.Kg-1 b/ Le système peut-il rester en équilibre dans cette position ? Justifier. c/ Le moment total reste-t-il constant au cours du mouvement ? 3) Calculer le moment d’inertie JΔ du système au passage par la verticale. En déduire la vitesse linéaire VA de S2 au point A.

0

Figure 1

EXERCICE 4 (4 points)

Un transistor NPN dont le coefficient d’amplification β = 100, fonctionne grâce a deux générateurs G1 et G2 de force électromotrices respectives E1 = 4,5V et E2 = 12V. Leurs résistances internes sont négligeables. Rc = 40 ohms et la tension base – émetteur vaut UBE = 0,7V. Voir fig.2. 1) On donne R = 6 K. Calculer l’intensité IB du courant de base. En déduire l’intensité IC dans le circuit collecteur. 2) Déterminer UCE. 3) Quelles sont les valeurs des puissances : a/ PG1 et PG1 fournies par les générateurs ? b/ PR et PRc consommées dans les résistors ? c/ La puissance totale PT dissipée dans le transistor ? Conclure. Visiter www.lescracks.com pour plus de sujets et de corrigés


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EXERCICE 5 (4 points)

On maintient une tension UAC = 640V entre la cathode C et l’anode A d’un canon à électrons. La vitesse de sortie des électrons de la cathode est supposée nulle. La distance CA = I = 5 cm. La masse de l’électron m = 9,1.10-31Kg ; la charge élémentaires e = 1,6.10-19C. On négligera le poids de l’électron. 1) a/ Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrostatique entre C et A. b/ Calculer le travail de la force électrostatique appliquée a un électron pour aller de C a A. c/ A quelle vitesse les électrons sortent-ils du trou percé dans l’anode ? 2) Les électrons arrivent au point O avec une vitesse VO = VA, entre deux plaques conductrices P et N identiques, horizontales, distantes de d = 5cm et symétriques par rapport à la direction xx’. (Voir fig.3). Lorsqu’on établit une tension UPN = 1000V, les électrons sortent du champ électrostatique entre P et N en un point M tel que O’M = d’ = 2cm. 3) Calculer l’énergie potentielle électrostatique d’un électron en O, puis en M, en prenant comme référence la plaque négative N. 4) Déterminer le travail de la force électrostatique s’exerçant sur un électron pour aller de O a M en fonction de la variation de l’énergie potentielle électrostatique. 5) Calculer : a/ L’énergie cinétique de sortie EOM de l’électron en M b/ En déduire sa vitesse VM

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Sujet de Physique 1996 probat Serie D au Togo  

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