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CAP groupement B Hygiène – Santé – Chimie et procédés Sujet : 1 Session 2018 SU

CAP groupement B Hygiène – Santé – Chimie et procédés Sujet : 1 Session 2018 SUJET Épreuve : Mathématiques et sciences physiques Durée : 2h Coefficient : 2 Page de garde C.A.P. Groupement B : Hygiène – Santé – Chimie et procédés Session 2018 Épreuve : Mathématiques - Sciences Physiques Durée : 2 heures Coefficient : 2 Spécialités concernées : − Agent d’assainissement et de collecte des déchets liquides spéciaux − Agent de la qualité de l’eau − Agent de propreté et d’hygiène − Agent polyvalent de restauration − Assistant technique en milieu familial et collectif − Coiffure − Employé technique de laboratoire − Esthétique cosmétique parfumerie − Propreté de l’Environnement Urbain Collecte et Recyclages − Industries chimiques − Mise en œuvre des caoutchoucs et des élastomères thermoplastiques − Opérateur des industries de recyclage − Petite enfance Remarques : Ce sujet comporte 9 pages numérotées de 1/9 à 9/9. La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante dans l’appréciation des copies. Les candidats répondent directement sur le sujet. Aucun document autorisé. L’usage de tout modèle de calculatrice, avec ou sans mode examen, est autorisé. Académie : Session : Examen : Série : Spécialité/option : Repère de l’épreuve : Epreuve/sous épreuve : NOM : (en majuscule, suivi s’il y a lieu, du nom d’épouse) Prénoms : N° du candidat (le numéro est celui qui figure sur la convocation ou liste d’appel) Né(e) le : Appréciation du correcteur Il est interdit aux candidats de signer leur composition ou d'y mettre un signe quelconque pouvant indiquer sa provenance. CAP Groupement B Hygiène – Santé - Chimie et procédés 1806 – CAP MSPC B Session 2018 SUJET EPREUVE : Mathématiques et Sciences Physiques Durée : 2 h Coefficient : 2 Page 1/9 DANS CE CADRE NE RIEN ÉCRIRE Note : MATHEMATIQUES (10 points) Exercice 1 : Energies et émissions de CO2 (4 points) Le dioxyde de carbone (CO2) est un des gaz à effet de serre (GES). On s’intéresse pour ce gaz à son évolution en termes d’émission. Source : Gobal Carbon Project – www.lemonde.fr/planète 1.1. Indiquer le nom de la grandeur représentée sur chaque axe. Axe des abscisses : …………………………………………………………………………………… Axe des ordonnées : ………………………………………………………………………………….. x : L’année y : Quantité d’émission mondiale de CO2 (en milliard de tonnes) CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 2/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE 1.2. Indiquer, en milliard de tonnes, la quantité de CO2 émise pour l’année 2015. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 1.3. Décrire l’évolution globale des émissions mondiales de CO2 depuis l’an 2000. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 1.4. Que remarque-t-on au niveau de l’évolution des émissions mondiales de CO2 depuis 2013 ? ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. La production d’électricité est un des secteurs qui émet le plus de GES au niveau mondial. Le développement progressif des énergies renouvelables pourrait expliquer pour une part la stagnation récente des émissions de CO2. 1.5. Compléter le tableau donnant, au niveau mondial en 2015, la répartition en pourcentage de la production d’électricité par moyens de productions. Source : BP Statistical Review of World Energy * Pétrole – Gaz - Charbon 1.6. Justifier l’indication : « En 2015, la part des énergies fossiles dans la production d’électricité reste majoritaire ». Rédiger la réponse. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. Moyen de production Eolien Solaire Biomasse- géothermie Hydro électricité Nucléaire Energies fossiles* Total Production d’électricité (en %) 3,4 1,2 2,2 16,4 10,7 66,1 100 Angle (en degré) Résultat arrondi à l’unité 12 4 …… …… …… …… 360 CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 3/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE 1.7. Sachant qu’en 2015, la production totale d’électricité s’élève à 24 098 TWh (téra-wattheures), calculer en TWh, la production d’électricité due aux énergies fossiles. Arrondir le résultat à l’unité. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 1.8. Compléter, ci-dessous, le diagramme circulaire à l’aide des données du tableau donnant la répartition des différents moyens de production d’électricité au niveau mondial en 2015. Exercice 2 : Etude du chauffe-eau solaire - Principe de fonctionnement simplifié. (3,5 points) M. Benoît souhaite s’équiper d’un chauffe-eau solaire de 300 litres pour faire des économies d’électricité. Il fera par la même occasion un geste pour l’environnement car le chauffe-eau solaire diminue les émissions de CO2 et n’entraîne pas d’émission polluante. Eolien Solaire CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 4/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE Voici le schéma et les dimensions du chauffe-eau acheté (cuve intérieure). Diamètre D = 0,50 m Hauteur h = 1,55 m 2.1. Cocher le nom du solide représenté ci-dessus. Un cube Un cylindre Un pavé 2.2. Calculer, en mètre cube, le volume de ce chauffe-eau. Arrondir le résultat au millième. Données : ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 2.3. On estime qu’il faut 3 m² de panneaux solaires pour un ballon de 200 litres. On admet que les grandeurs : surface de panneaux solaires et volume du ballon sont proportionnelles. Déterminer la superficie de panneaux solaires nécessaire pour un ballon de 300 litres. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 2.4. M. Benoît a choisi des panneaux solaires de forme rectangulaire. Proposer une démarche afin de déterminer le nombre de panneaux solaires à acheter. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 2.5. M. Benoît décide d’acheter quatre panneaux solaires de 1,2 m² chacun. Ce choix est-il correct ? Justifier la réponse. ………………………………………………………………………………………………………….. h CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 5/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE Exercice 3 : Rachat d’électricité par EDF (2,5 points) Un voisin de M. Benoît souhaite s’équiper d’un très grand nombre de panneaux solaires pour revendre sa production d’électricité. Le tableau ci-dessous regroupe les montants des rachats, par EDF, en fonction de l’énergie produite en kilowattheure : 3.1. Indiquer les calculs permettant de montrer que les grandeurs du tableau sont proportionnelles. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 3.2. Déterminer le coefficient de proportionnalité. ………………………………………………………………………………………………………….. 3.3. En déduire le prix d’un kilowattheure racheté par EDF. ………………………………………………………………………………………………………….. Le prix de rachat du kWh dépend de la puissance de l’installation et de son degré d’intégration au bâti (IAB - ISB - Non intégré au bâti). Les différents types d’installation et la puissance associée sont présentés dans le tableau ci-dessous : Type d’installation Puissance (en kW) Tarif – Rachat électricité (euros par kWh) IAB * 0 - 9 0,23 ISB ** 0 - 36 0,12 ISB ** 36 - 100 0,11 Non intégré bâti ou IAB/ISB > 100 kW < 12 000 0,05 * IAB – Intégration Au Bâti : les panneaux solaires sont fixés directement sur la charpente et remplacent partiellement le toit. ** ISB – Intégration Simplifiée au Bâti : les supports de fixation et les panneaux solaires sont alors fixés sur la toiture existante. 3.4. D’après les résultats précédents, indiquer, à partir du tableau, le type d’installation choisi par le voisin. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. Energie produite E (en kWh) 0 1 000 2 000 2 500 Montant du rachat R (en euro) 0 230 460 575 CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 6/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE SCIENCES – PHYSIQUES (10 points) Exercice 4 : Entartrage du chauffe-eau (4 points) Une expérience a été réalisée pour déterminer la présence de calcaire dans l’eau d’un chauffe-eau : - On prélève un échantillon d’eau dans un tube à essais. - On verse quelques gouttes d’oxalate d’ammonium. - On observe la formation d’un précipité blanc. 4.1. Indiquer la liste des équipements de protection individuelle nécessaires pour réaliser l’expérience. ………………………………………………………………………………………………………….. 4.2. Compléter ci-dessous le schéma de l’expérience. Tableau d’identification des ions : Réactif Ion identifié Couleur du précipité Nitrate d’argent Ion chlorure Blanc, noircit à la lumière Soude Ion cuivre Bleu Oxalate d’ammonium Ion calcium Blanc 4.3. A l’aide des indications du tableau ci-dessus, identifier l’ion présent dans l’eau. Rédiger la réponse. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. -------------------------- -------------------------- CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 7/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE 4.4. Le calcaire, de formule CaCO3, pourrait être la cause du mauvais fonctionnement du chauffe- eau. A l’aide de la classification périodique réduite, donner le nom et le nombre des atomes constituant le calcaire. Ca C O Nom de l’atome Nombre d’atomes présents dans CaCO3 Pour savoir si l’eau du chauffe-eau est dure, le dosage des ions calcium est réalisé. Les résultats du dosage indiquent que la concentration molaire en calcium C est de 1,7 mol/L. 4.5. Calculer la masse molaire M de CaCO3. On donne M(C) = 12 g/mol ; M(O) = 16 g/mol ; M(Ca) = 40,1 g/mol ………………………………………………………………………………………………………….. 4.6. Calculer, en g/L, la concentration massique Cm en calcium à l’aide de la relation : Cm = C × M. Arrondir le résultat à l’unité. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. CAP Groupement B SUJET Session 2018 EPREUVE Page 8/9 1806 – CAP MSPC B NE RIEN ÉCRIRE DANS CETTE PARTIE La dureté de l’eau est donnée, en fonction de la concentration massique en calcium, dans le tableau ci-dessous : Concentration massique en calcium (en g/L) Cm < 60 60 < Cm uploads/Industriel/ sujet-cap-b-juin2018.pdf