Corrigé Bac STL 2014 Biotechnologies

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BACCALAURÉAT Série : STL Option Biotechnologies Épreuve : Sciences physiques Session 2014 Durée de l’épreuve : 3h Coefficient : 4 PROPOSITION DE CORRIGÉ 1 AUTOUR DE LA PISCINE PARTIE A : Les aspects énergétiques A.1. Répartition des besoins 2 3 -2A.1.1. Les bassins faisant 1650 m et la consommation énergétique étant estimée à 4,00.10 kW.h.m . 3 6AN : 4,00.10 x 1650 = 6,6.10 kW.h 6La consommation énergétique annuelle totale de cette piscine est de 6.6.10 kW.h A.1.2. Pour chauffer l’eau des bassins et des sanitaires, cela représente 20 % de la consommation totale. 6 6D’où (20/100) x 6,6.10 =1,3.10 kW.h La consommation énergétique annuelle de cette piscine pour la production totale d’eau chaude est 6de l’ordre de 1,3. 10 kW.h A.2. Utilisation de capteurs solaires thermiques A.2.1. Calcul de la production des capteurs solaires pour cette piscine : 3 5 AN : (1,30.10 x 140) x (80/100) = 1,46.10 kW.h 6 5Et (11/100) x 1,3.10 = 1,43.10 kW.h Dans ce cas, les capteurs solaires installés assurent 11 % de la production totale d’eau chaude. A.2.2. Le rendement d'un capteur est le rapport entre la puissance utile transmise au fluide et la puissance solaire incidente. η = P /P u i 2 3η=(7,60.10 )/(1,00.10 )=0,76=76% Le rendement est de 76%. A.2.3.
Publié le : vendredi 5 février 2016
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BACCALAURÉAT





Série : STL Option Biotechnologies

Épreuve : Sciences physiques


Session 2014


Durée de l’épreuve : 3h
Coefficient : 4

PROPOSITION DE CORRIGÉ
1


AUTOUR DE LA PISCINE
PARTIE A : Les aspects énergétiques
A.1. Répartition des besoins
2 3 -2A.1.1. Les bassins faisant 1650 m et la consommation énergétique étant estimée à 4,00.10 kW.h.m .
3 6AN : 4,00.10 x 1650 = 6,6.10 kW.h
6La consommation énergétique annuelle totale de cette piscine est de 6.6.10 kW.h
A.1.2. Pour chauffer l’eau des bassins et des sanitaires, cela représente 20 % de la consommation
totale.
6 6D’où (20/100) x 6,6.10 =1,3.10 kW.h
La consommation énergétique annuelle de cette piscine pour la production totale d’eau chaude est
6de l’ordre de 1,3. 10 kW.h
A.2. Utilisation de capteurs solaires thermiques
A.2.1. Calcul de la production des capteurs solaires pour cette piscine :
3 5 AN : (1,30.10 x 140) x (80/100) = 1,46.10 kW.h
6 5Et (11/100) x 1,3.10 = 1,43.10 kW.h
Dans ce cas, les capteurs solaires installés assurent 11 % de la production totale d’eau chaude.

A.2.2. Le rendement d'un capteur est le rapport entre la puissance utile transmise au fluide et la
puissance solaire incidente.
η = P /P u i
2 3η=(7,60.10 )/(1,00.10 )=0,76=76%
Le rendement est de 76%.
A.2.3. Le rendement optique du capteur est le rapport de la puissance absorbée par le capteur sur la
puissance solaire incidente (il permet de caractériser les pertes par réflexion à la surface du capteur).
β = P +P /P u p i
2 1 3β=(7,60.10 +4,00.10 )/(1,00.10 )=0,80
A.2.4.
η= β-K.((T - T )/E) fl ext
2

3 -2 D’après le document, on a Tfl=30°C et Text = 10 °C, K = 2 et E = 1,00.10 W.m
AN : η = 0,80- 2.((30-10)/1000)=0,76
C’est cohérent avec le résultat trouvé en A.2.2.
A.3. Utilisation de capteurs solaires photovoltaïques
A.3.1. P = U x I = 54,7 x 5,86 = 320 W
La puissance maximale est de 320 W.
-2 A.3.2. D’après le document 5 en se plaçant à U = 54.7V et I = 5.86A, on trouve E = 950 W.m
A.3.3. On sait que P = Ex S
-2AN : P = 1000 x 163 = 163 000 W.m
PARTIE B : Le traitement de l’eau

B.1. Le chlore dans l’eau
-B.1.1. Le couple acide/ base (acide hypochloryte/ion hypochloreux) est HClO/ClO
B.1.2. 2 couples sont mises en jeu. Voici les demi-équations :
+ + H O = H O + H3 2
+ -HClO = H + ClO
+ -Equation de réaction : HClO + H O - > H O + ClO 2 3
B.2. Mesures de la teneur en chlore de l’eau
B.2.1. Le nom du chlore actif est l’acide hypochloreux. Sa mesure est déterminante car elle indique le
pH.
-1 B.2.2. D’après le document 8 pour un pH=7,2 et une teneur en chlore libre de 1.4mg.L , la teneur en
-1chlore actif est de 0.94mg.L .
La qualité de l’eau est bonne car elle est validée par les critères de la règlementation.
-1B.2.3. Le chlore libre est de 1,4mg.L .
0.94 x 100 / 1,4 = 67%
Le chlore actif représente 67%
B.2.4. Pour une teneur en chlore libre constante, plus le pH augmente, plus la teneur en chlore actif
diminue.
B.2.5. Les chloramines appartiennent aux chlores combinés.
3

B.2.6. Il s’agit de la monochloramine présente pour un pH supérieur à 7.
B.2.7. teneur en chlore combiné = teneur en chlore total – teneur en chlore libre
-1 AN : Teneur en chlore combiné = 2,2 – 1,4 = 0,8 mg.L
-1B.2.8. Ce n’est pas conforme car la teneur en chlore combiné doit être inférieure à 0,6mg.L
PARTIE C : La natation
C.1. Comparaison de performances


-1C.1.1. Vitesse = distance/durée = 25/14.68 = 1,7 m.s
Amplitude = distance / cycles = 25 / 7,5 = 3,33 m/cycle
Fréquence = cycle / durée = (7,5 x 60) / 14,68 = 30, 7 cycle/min
C.1.2. Le nageur doit accès ces entraînements sur l’amélioration de son amplitude qui augmentera sa
vitesse et ainsi son nombre de cycles.
C.2. Combinaison technique et frottement
C.2.1. La position 2 permet d’augmenter la performance du nageur pour une vitesse constante car
c’est la position où la constante est la plus faible permettant ainsi d’avoir une plus faible force de
résistance au déplacement du nageur.
C.2.2. Calcul du travail :
-1Pour un nageur avec combinaison allant à une vitesse de 1,8 m.s , la résistance est de 120N.
W = F x Distance = 120 x 25 = 3000 J
C.2.3. schéma 1 : sans combinaison technique et schéma 2 : avec combinaison technique
Car sur le schéma 1 la résistance (longueur de la flèche est plus importante).
C.2.4. Avec la combinaison, le nageur subit moins la force de résistance et permet ainsi de gérer
mieux l’amplitude de sa nage.


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