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Corrigé - bac 2015 - Physique-Chimie - STI2D

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Bac 2015 Physique-Chimie Série STI2D ! BAC STI2D 2015 – Physique-Chimie Il s’agit de quelques pistes d’analyse pour ce sujet et non pas d’un corrigé-type: Partie A – La conception du bâtiment Questions : A.1.1 : Les MCP sont qualifiés d’organiques car ce sont des molécules issues de la chimie du carbone. A.1.2 : Lorsque la température augmente, une partie de l’énergie est stockée par changement de phase. Lorsque la température redescend, le matériau restitue cette énergie par rechangement de phase A.1.3.1 : Le changement d’état liquide/solide correspond à une organisation des molécules en structure. L’état solide correspond à une matière structurée, alors que l’état liquide correspond à une matière ne présentant de structure A 1.3.2 : La température de changement d’état de l’Heptadécane est de 22°C A 1.4.1 : 3Lors du changement d’état, l’eau cède à Heptadécane, 3,52.10 Joules pour un changement de phase de 10 grammes d’heptadécane. Il suffit de faire des produits en croix pour déterminer l’énergie nécessaire au changement d’état de 1 Kg d’heptadécane, ce qui équivaut à 234 666,67 Joules / Kg soit 2,35.10² KJ/Kg après conversion. A.1.4.2.1 : Les sources d’erreurs possibles de cette expérience : - Imprécision de la sonde - Imprécision de la balance - Echange thermique - Imprécision de manipulation… A 1.4.2.2 et A 1.4.2.3 On utilisera la encore les produits en croix pour déterminer l’incertitude de mesures UHf A.1.
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Bac 2015
Physique-Chimie
Série STI2D

!BAC STI2D 2015 – Physique-Chimie

Il s’agit de quelques pistes d’analyse pour ce sujet et non pas d’un corrigé-type:

Partie A – La conception du bâtiment

Questions :
A.1.1 :
Les MCP sont qualifiés d’organiques car ce sont des molécules issues de la chimie du carbone.
A.1.2 :
Lorsque la température augmente, une partie de l’énergie est stockée par changement de phase. Lorsque la
température redescend, le matériau restitue cette énergie par rechangement de phase
A.1.3.1 :
Le changement d’état liquide/solide correspond à une organisation des molécules en structure.
L’état solide correspond à une matière structurée, alors que l’état liquide correspond à une matière ne présentant
de structure
A 1.3.2 :
La température de changement d’état de l’Heptadécane est de 22°C
A 1.4.1 :
3Lors du changement d’état, l’eau cède à Heptadécane, 3,52.10 Joules pour un changement de phase de 10
grammes d’heptadécane.
Il suffit de faire des produits en croix pour déterminer l’énergie nécessaire au changement d’état de 1 Kg
d’heptadécane, ce qui équivaut à 234 666,67 Joules / Kg soit 2,35.10² KJ/Kg après conversion.
A.1.4.2.1 :
Les sources d’erreurs possibles de cette expérience :
- Imprécision de la sonde
- Imprécision de la balance
- Echange thermique
- Imprécision de manipulation…
A 1.4.2.2 et A 1.4.2.3
On utilisera la encore les produits en croix pour déterminer l’incertitude de mesures UHf

A.1.5 :
L’Heptadécane a une enthalpie plus faible que l’Octadécane mais sa température de changement d’état de 22°C
peut faire pencher la balance en son sens.
A.2.1
La résistance thermique de la fenêtre est calculée en additionnant les résistances thermiques des différentes
-1couches ce qui équivaut à un résultat de 0.93 K.W

A.2.2 :
La résistance thermique du double vitrage au Krypton est de 1,78 ce qui est supérieur au 0,93 du triple vitrage à
lames d’air. Il est donc préférable d’utiliser du double vitrage avec lames en Krypton.

Partie B – L ’intégration des énergies renouvelables

B.1.1 :
Le panneau photovoltaïque transforme l’énergie solaire en énergie électrique
B.1.2.1 :
-19Il suffit de faire une simple conversion. Le résultat est : 1,792.10 J
B.1.2.2 :
On utilise ici :
hc hc
E soit
E
6Donc 1,11*10 mètres

B.1.2.3 :
Cette longueur d’onde correspond aux IR-A
B.1.2.4 :
Là encore, on utilise les produits en croix pour obtenir la puissance des 98 m² de panneaux photovoltaïques :
13 957,58 W
B.1.2.5 :
On considère un ensoleillement de 12 heures par jour et une année de 365,25 jours.
On applique ensuite EP '*t
11Et on obtient 2,20.10 J
Attention : pour la formule ci-dessus, le temps doit être en seconde et non en heure.

B.1.3 :
C’est trivial ! Le panneau triple utilise une part plus importante du spectre solaire, il peut donc absorber et
transformer plus d’énergie pour la même surface de panneau.

B.2.1.1 :
Les frottements




OO O

B.2.1.2 :


B.2.1.3 :
On réalise la fameuse équation aux unités.

B.2.2.1 :
Le moment du couple est égal au travail du couple divisé par l’angle de rotation soit 31,83 Nm
Attention : l’angle est en radian.
On utilise PC * après avoir convertit les tours par minute en radians par seconde soit 5 000 W
B.3 :
On convertira les kW/h en Joules puis on compare le résultat obtenu avec la consommation d’énergie de la
maison MW.h après conversion de ce dernier en Joules.


Partie C – L ’utilisation de l ’hydrogènes, un vecteur énergétique
C.1.1 :
Le manomètre
C.1.2 :
Explosif : pictogramme 1
Inflammable : pictogramme 2
Sous pression : pictogramme 4







YC.2 :


C.3.1 ET C.3.2 :
On réalise… un tableau d’avancement qui nous permet d’indiquer la production de CO2 : 390 000 Molles, ce qui
équivaut à 17 tonnes de CO2 rejetés dans l’atmosphère.

C.3.3 :
La dissolution du CO2 dans l’eau puis la dissociation des hydrogénocarbonates acidifient les océans par
+ +production de H s’associant avec l’eau en H O . 3

C.3.4 :
La pile à hydrogène ne dégage que de la vapeur d’eau, recaptée durant l’été par la production de dihydrogène.

C.4 :
On utilisera ici les fameux produits en croix :
Pour déterminer le volume de de dihydrogène nécessaire au fonctionnement du véhicule, soit 6 000 litres par an,
4ce qui équivaut à 171 428 molles. Or, les 8,4*10 molles de surplus ne représentent pas 70 % des 171 428
molles, il faudra donc trouver une autre source d’énergie pour alimenter la voiture électrique.

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