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Devoir de contrôle n°1 Prof : T.Nabil Epreuve : Sciences physiques Niveau : 4iè

Devoir de contrôle n°1 Prof : T.Nabil Epreuve : Sciences physiques Niveau : 4ième Sciences techniques 2011-2012 CHIMIE : 07points Exercice n°1 : (04 points) On mélange une solution aqueuse de peroxodisulfate de potassium K2S2O8 de concentration molaire C1 et de volume V1=20mL avec une solution aqueuse d’iodure de potassium KI de concentration molaire C2=0,5mol.L-1 et de volume V2=10mL. Il se produit alors la réaction totale d’équation : S2O8 2– + 2I– I2 + 2SO4 2– Dans le but de faire une étude cinétique de cette réaction, on déclenche un chronomètre juste à l’instant où on réalise le mélange et on fait régulièrement des dosages du diiode I2 formé, ce qui a permis de tracer la courbe de la figure ci-contre. 1) Calculer la quantité de matière initiale de chaque réactif. 2) Dresser le tableau suivant décrivant l'évolution du système. 3) a- Déterminer graphiquement la valeur de l’avancement final xf de la réaction. b- Montrer que l’iodure de potassium ne peut pas être le réactif limitant. c- Calculer la concentration C1. 4) Determiner la composition du mélange à l’état final. Exercice n°2 : (03points) A une température T=443 °C, on introduit a moles de dihydrogène et a moles de diiode dans un récipient de volume invariable. Il s’établit l’équilibre suivant : H2(g) + I2(g) 2HI(g) 1) a- Définir la fonction  des concentrations. b- Calculer  à l’état initial du système chimique. c- Montrer que la réaction est spontanée dans le sens direct. 2) A l’état d’équilibre et à la même température T le nombre de moles d’iodure d’hydrogène est égal à 0,78 mol. La constante d’équilibre a pour valeur K=50. a) Dresser le tableau d’avancement b) Exprimer en fonction de a le nombre de moles de H2 et celui de I2 à l’équilibre. c) Calculer a 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 5 10 15 20 25 30 t(min) nI2(10-3 mol) n(I2) (10-3mol) PHYSIQUE : 13points Exercice n°1 : (09points) On réalise le circuit représenté par la figure (1) suivante : A) Expérience 1 : Un dispositif d’acquisition de données relié à un ordinateur, permet de suivre l’évolution de la tension uC aux bornes du condensateur en fonction du temps. A la date t0 = 0, on ferme l’interrupteur (K) à la position (1) et l’ordinateur enregistre la courbe uc = f(t) donnée par la figure (2). 1°) Préciser le phénomène physique qui se produit au cours de cette expérience. 2°) Déterminer graphiquement : a- La valeur de la f.e.m E du générateur. Justifier. b- La valeur de la constante de temps τ du dipôle R1C en précisant la méthode utilisée. 3°) En déduire une valeur approximative de la capacité C du condensateur sachant que R1 = 2 k. 4°) a- Evaluer, à partir de la figure (2), la durée t nécessaire pour charger complètement le condensateur. Justifier. b- Comparert à . c- Faut-il augmenter ou diminuer la valeur de R1 pour charger plus rapidement le condensateur ? Justifier la réponse. 5°) a- Etablir l’équation différentielle du circuit faisant intervenir la tension uC. b- La solution de cette équation différentielle est de la forme : uc(t) = A.e-t + B où A, B et  sont des constantes. Déterminer ces constantes. c- Calculer la valeur de u ;C à la date t = 5 . La comparer à la valeur de E. B) Expérience 2 : Le condensateur étant complètement chargé, on bascule l’interrupteur (K) à la position (2) à une date t’0 = 0 choisie comme origine. 1°) La durée de la décharge du condensateur sera-t-elle égale, supérieure ou inférieure à celle de la charge dans l’expérience (1). Justifier la réponse. On donne : R2 = 4k. 2°) L’expression de la tension uc aux bornes du condensateur dans ce cas est : uc(t) =E.e -t/R 2 C En déduire l’expression de l’intensité du courant i(t).  Calculer sa valeur i(0) à la date t’0 = 0.  Tracer l’allure de la courbe i = f(t). 3°) a) Exprimer l’énergie électrostatique Ec du condensateur en fonction de C, R2 et i(t) b) Calculer l’intensité i du courant qui traverse le conducteur ohmique lorsque l’énergie électrostatique du condensateur est Ec = Error! Figure(1) C R1 K (1) E R2 (0) (2) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 t(s) uc(V) Figure(2) Exercice n°2 : (04 points ) Soit le circuit électrique représenté ci-dessous comportant : un G.B.F délivrant une tension triangulaire, un résistor de résistance R=6k et une bobine purement inductive d’inductance L. A l’aide d’un oscilloscope bi-courbe, on visualise les tensions u1 sur la voie1 et u2 sur la voie(2) , on obtient les oscillogrammes suivants : 1) Que représentent les tensions u1 et u2? 2) Exprimer ces tensions en fonction de R, L et i. 3) Montrer que u2 = - Error!.Error! 4) Déterminer la valeur de l’inductance L de la bobine. Sensibilité verticale :2V/div S Sensibilité horizontale :0,2ms/div u 1 u 2 G.B.F R L Voie1 Voie2 U1 U2 i uploads/Finance/ devoir-de-controle-n01-sciences-physiques-bac-technique-2011-2012-mr-trayia-nabil.pdf