Devoir 2 2020 Fnidak [PDF]

Zitiervorschau

Devoir surveille N 2

Ministère de l'éducation nationale et de la formation professionnelle

2 eme Bac -SM Physique chimie

Lycée yakoub al mansour Fnidak

Chimie – (7points) Toutes les mesures ont été faites à la température 25 C . On considère une solution (S1) d’ammoniac  NH 3  de volume V1  200ml et de concentration molaire C1  0,5mol / l . 1. L’étude des propriétés de la solution aqueuse d’ammoniac On prépare la solution (S2) de l’ammoniac à partir de la dilution successive de la solution (S1)de concentration C2  1,0.102 mol / l et de volume V2  250ml .La constante d’équilibre associe à cette réaction de l’ammoniac avec l’eau est K  1,7.105 .  Ecrire l’équation de la réaction de l’ammoniac avec l’eau. NH 4 NH et 3

1.1. H 2O

1.2.

OH 

.

Trouvez l’expression de la constante d’équilibre K en fonction de C2 et  2 le

taux d’avancement final de la réaction. 1.3. On dilue la solution(S2) dix fois et on obtient une solution diluée (S3), la concentration des ions NH 4 dans cette solution à l’équilibre est  NH 4   1,0.104 mol / l

2. L’étude de la réaction d’ammoniac et l’acide méthanoïque On prélève un volume V2  50ml de la solution (S2) qu’on lui ajoute un volume VA  50ml de la solution (SA)de l’acide méthanoïque HCOOH de concentration CA  1,0.102 mol / l . On considère n1 la quantité molaire initiale de l’ammoniac qui se trouve dans le volume V2 , et n2 la quantité de mole initiale dans le volume VA .

2.1. 2.2.

Ecrire l’équation de la réaction qui se produit. On donne la constante d’équilibre associe à cette réaction est K  1,0.105 . n1 K . 1 K

2.2.1.

Montre que x f 

2.2.2.

Calculer x f et déduire le taux d’avancement final, déduire.

Physique-1- (6points)   La datation par le potassium -Argoun 1

Les géologues utilisent la datation des anciennes roches et les météorites par le potassium – Argoun. L’objet de cette partie et l’étude de noyau de potassium 40 et la détermination approche de l’âge d’une roche volcanique. Donne : Demi de vie du nucléide 1940 K est t1/2  1,3.109 ans ; N A  6,02.1023 mol 1 ; M  1940 K   40 g / mol ; Vm  24l / mol .

Le nucléide de potassium

40 19

K est radioactive de rayonnement   . La figure ci-dessous

représente le diagramme d’énergie de la Désintégration de noyau de potassium 1940 K . 1) Ecrire l’équation de désintégration de nucléide de potassium 1940 K , déterminer Le noyau fils ZA X parmi les nucléides 18 Ar , 17 Cl ,

20

Ca .

2) Enoncer la définition de l’énergie de liaison. 3) Graphiquement déterminer : 3.1. L’énergie de liaison du noyau de potassium

K

Déterminer l’énergie libérée de la désintégration d’un noyau de potassium

3.2. 40 19

40 19

K.

4) Déduire l’énergie libérée de la désintégration d’une masse m  1,6 g de potassium 40 40 19

K

5) L’analyse d’un échantillon de basalte a montré qu’elle contient a l’instant t une masse m( 19 K)  1,57 mg de potassium 40 1940 K n et un volume V ( X )  1,5.102 ml du On Considère que la roche à été formé à l’instant t0  0 et que le

noyau fils ZA X .

volume qui se trouve dans la roche de ZA X a était produit de la désintégration de potassium 40

40 19

K.

 M  1940 K   VX  ; calculer t. Montre que : t  .ln 1  . ln(2)  m  K  Vm      Etude d’une transformation nucléaire induit t1

2

Les réactions de fission sont considères parmi les plus important sources des énergies, ils se basent principalement sur l’attaque de l’uranium 235 fissiles par l’attaque d’un neutron thermique. La consommation énergétique d’un pays de l’énergie nucléaire pendant une heure est En  2,6.1014 J

On modélise une des transformations de fission de l’uranium 235 par l’équation U  01n  50ABa  92Z Kr  3. 01n

235 92

1) En utilisant les lois de Soddy déterminer A et Z. Avec justification. 2) La courbe de la figure-2- représente le diagramme d’Aston : Déterminer en justifiant votre réponse parmi les position 1,2,3,4 et 5 les position des deux noyaux 50ABa et 92Z Kr produit par la transformation de fission précédente. 2

3) Calculer en MeV puis en joule l’énergie produite de la fission d’un noyau d’uranium 235. 4) Déduire la masse de l’uranium nécessaire pour produire l’énergie En  2,6.1014 J . E(MeV) 19proton + 21 neutron 37558,25

37216,91

37216,27 Figure-1-

Physique-2- (7points)

K1

Le circuit électrique de la figure -1- est constitué : 1) D’un générateur de tension continue de force Electromotrice E  12V . 2) Trois conducteurs ohmiques de de résistance R1 E Et R2 et R3 tel que R2=2.R1. 3) Deux condensateurs de capacité C1 et C2 tel que C2=3.C1, et C1  40 F .

K2

A C1

C2

R3

B

Figure-1R1

R2

4) Deux interrupteurs K1 et k2. C Partie  On considère que K1 est ferme et K2 est ouvert. 1) Montre que l’équation différentielle que vérifie la tension U AB aux bornes de dipôle AB s’écrit sous la forme :

8 dU AB U AB  .R1C1 E . 3 dt

2) La solution de l’équation différentielle s’écrit sous la forme U AB  t   A.1  e .t  . 2.1. Trouver l’expression de A et  en fonction du paramètre du circuit. 2.2. En utilisant l’analyse dimensionnelle trouve la dimension de  . 3) Le diagramme de la figure -2- montre la variation de la tension U AB en fonction du temps. A partir du graphe : 3.1. Déterminer la valeur de  la constante du temps du dipôle RC, et déduire les valeurs de R1 et R2. 3.2. A l’instant t   Calculer la valeur de la tension U AB et l’intensité du courant.

3

3.3.

Montre que la tension aux bornes de la résistance R2 s’écrit sous la forme :

t  8  U R2  t   .E.e . 4

4) Trouver l’expression de de la charge q1  t  du condensateur C1, et la charge q2  t  du condensateur C2 en fonction du paramètre du circuit. Partie  Lorsque le condensateur AB est complètement charge, on ouvre l’interrupteur K1 et on ferme l’interrupteur K2 à un instant qu’on le considère comme origine du temps. 5) Trouvez l’équation différentielle que vérifie U AB aux bornes de condensateur. 6) Trouvez l’expression de la tension aux bornes du conducteur ohmique à chaque instant. 7) Apres la durée t  81,17m s , 60 0 0 de l’énergie emmagasinée dans le condensateur AB a était consommé, calculer la valeur de la résistance R3.

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