Devoir commun de Chimie, Physique de niveau Première, novembre 2008
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Avec correction. Ds 4
Devoir Surveillé (DS) en Chimie, Physique (2008) pour Première S

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Langue Français

Extrait

1èreS Mr DOUËZY et Mr MEUNIER
Devoir Commun Physique Chimie
Le 24 novembre 2008
Toute réponse doitêtre rédigée avec une phrase. Chaque résultat doitêtre soulignéou encadré. La clarté, la préde l’explication ainsi que l’orthographe rentrent en compte dans la notation decision votre copie.
Le barème (sur 30 points) est indicatif, il est susceptible d’être modifié.
La calculatrice programmable est autorisée. Tout document est bien sûr interdit. ~ CHIMIE ~  
Exercice 1: Description d'un système chimique
8 pts
On réalise une réaction chimique entre 11,2 g de fer et le gaz dichlore Cl2contenu dans un récipient de 6 L afin d'obtenir un solide de formule FeCl3. L'expérience est réaliséeà25°C etàune pression de 1,013 bar.
1. Ecrire l'équation bilan de la réaction
2. Dresser le tableau d'avancement pour déterminer l'avancement maximal de la réaction et le réactif limitant.
3. Décrire le système dans l'état final.
4. En déduireàl'état final: - la masse ou le volume du corps en excès - la masse de fer obtenu
5. Afin que le mélange soit stœchiométrique, déterminer la masse de feràbrûler dans un flacon de 1L de dichlore
Données: masse molaire atomique :Fe= 56; Cl=35,5 g/mol; Constante des gaz parfaits : 8 ,31 uSI.
~ PHYSIQUE ~
Exercice 1 : Réalisation d'un dynamomètre
Donnée : on prendra g = 10 N.kg-1.
Pour réaliser un dynamomètreà1’aide d’un ressort, on effectue unétalonnage. Pour cela, le ressort est suspenduàun point fixe par une de ses extrémités. L’autre extrémitéporte un index et se déplace devant une règle maintenue verticalement par un support fixe.
10 pts
On accrocheàl’extrémitélibre différentes masses marquées et on lit,àl’équilibre, les indications correspondantes de l’index sur la règle graduée. On obtient :
m (kg) 0 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 x (cm) 0 2,6 5,2 8,0 10,7 13,3 16,0 18,6 21,5 24,0 26,5
1.On considère le système « masse marquée» dans le référentiel terrestre. a.Quelles sont les forces qui agissent sur le systèmeàl’équilibre ? (Donner toutes les caractéristiques sans calculer aucune norme). b.Que peut-on dire de la somme de ces forces et pourquoi ? c. d Enéduire une relation entre m (valeur de la masse suspendue) et T (norme de la force exercée par le ressort sur la masse).
2.Construire le graphique donnant T en fonction de x. Que représente cette longueur ?
3.En déduire, en justifiant, la valeur de la raideur du ressort et son unité.
Applications : 4. a.On souhaite se servir du dispositif réalisépour déterminer le volume d’une boite. On suspend la boiteàl'extrémitélibre du ressort : l'index indique alors: x1= 16 cm. En déduire sa masse en utilisant le graphique.
b. immerge maintenant compl Onèla boite dans une bassine remplie d'eau detement façonàaucune paroi. L’index indique alors xce que la boite ne touche 2= 10 cm. - Pourquoi la valeur indiquée par l'index a-t-elle diminuée ? - Faire un schéma des forces appliquées sur le système. - En déduire l’expression littérale du volume de la boite. Calculer sa valeur.
5.On utilise maintenant le ressort pour tester la résistance d’une colle. Pour cela, on colle un petit disque en plastique sur un support et on laisse bien sécher. On fixe ensuite une extrémité du ressort au centre du disque. On tend lentement le ressort, perpendiculairement au disque, jusqu'àl'arrachement. Juste avant que le disque ne se décolle, le ressortétaitétiréde 20 cm. Déterminer graphiquement la valeur de la force nécessaire pour produire l’arrachement.
Exercice 2 : Force et mise en mouvement d'un objet
3 pts
Le cylindre schématisé ci-dessous peut tourner librement autour de l'axeΔ. Le cylindre est initialement immobile. En tirant sur le fil dont une des extrémités est attachée au cylindre, on exerce une force sur celui-ci.
1.Indiquer pour chacun des cas, en justifiant la réponse, si la force appliquée peut mettre le cylindre en rotation.
2.Dans le cas d'une réponse positive, indiquer sur un nouveau schéma le sens de la rotation.
Exercice 3 : Forceéelortcstatique
3,5 pts
En deux points A et B sont placées deux charges ponctuelles qA= -4,0.10-9C et qB= 8,0.10-9C, avec AB = 10 cm et k = 9,0.109S.I.
1. Calculer la valeur de la force exercée par qAsur qB. En déduire celle exercée par qBsur qA.
2. Faire un schéma des forces exercées sur les charges placées en A et en B.
3. Quelle sera la valeur des forces si la distance AB est multipliée par deux ? Si elle est divisée par deux ?
Exercice 4 : Victor sur sa luge
5,5 pts
Victor, sur sa luge, descend une piste de luge inclinée d’un angleα= 15°par rapportàl’horizontale. Il descend en ligne droite etàvitesse constante ; la masse du système {Victor + luge} est m = 50 kg. On négligera les frottements de l’air et on prendra g = 10 N.kg-1.
1.Faire l’inventaire des forces s’exerçant sur le système.
2.Donner les caractéristiques de chacune de ces forces.
3. un sch Faireéma de la situation et, dans un repère judicieusement choisi, donner les coordonnées de chacun des vecteurs forces.
4.Que peut-on dire de ces forces ? Justifier.
5.Calculer les valeurs de chacune des forces.
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