Bac 2019: corrigé de l'épreuve de physique-chimie en S (obligatoire et spécialité)

Bac2019
Épreuvedephysique-chimieobligatoireetspécialité
SérieS


Exercice1
1) Extraction

1.1 Analysededocuments
Dansletableaudesolubilité,onlitquelatrimyristineesttrèssolubledansledichlorométhane
ainsiquel’acidemyristique.
1.2 Lecturededocuments
Latrimyristineestsolubleàchaudetinsolubleàfroidd’oùl’obtentiond’unsolidelorsdu
refroidissementdumélangepropanone+trimyristine.

1.3 Analysededocument
Onditqu’onobtient20à25%enmassedetrimyristinedanslanoixdemuscade
massedenoixdemuscadeutilisée:20
25
20× = 5�
100
Onaobtenu4,75gdetrimyristinedonccelareprésentebienentre20et25%.


2) Obtentiondel’acide
2.1Formulesemi-développée:touteslesliaisonssauflesliaisonsavecl’hydrogène.
OH
CH CH2 2
HO CH
OH
2.2OnadanslepremiertableaulaformulebrutedelatrimyristineC H O onsaitquelemotifest45 86 6,
composédeC H O +3RdoncR=C H6 5 6 13 27.

2.3Laflèchecourbepartdusitedonnerverslesiteaccepteur:



2.4pH=1orpKa=5donclaformeprédominanteestlaformeacide.
Faireundiagrammedeprédominance.

2.5.1Onréaliseuntableaud’avancement.

!_!"#
2.5.2Calculdurendementr=
!_!"#

3) Déterminationpartitragedelapureté

3.1Écrireles2demi-équationsetonobtient:

- -RCOOH+HO!RCOO+H O2

-3.2Àl’équivalencen(RCOOH)=n(HO),faireuntableaud’avancement.
Onpeuttrouver[RCOOH].

!
3.3Onutilise�= �=��
!
�=���

3.4Calculd’incertitudeclassiquetouteslesvaleurssontdansl’énoncé.

3.5Applicationdirecteducours.

Exercice2

1.1 Lamassedegazejectésestdumêmeordredegrandeurquelamassedelafusée.

1.2 Onutilisel’échelleetonmesurelahauteurdelafusée.

1.3.1 Surlegraphiqueonseplaceàt=0,60setonlitlavaleurdev correspondante:soit4m/s.y

1.3.2Lareprésentationgraphiquedelavitesseenfonctiondutempsestunedroitedoncv=axt.
Ondétermineaenlisantlavaleurducoefficientdirecteurdeladroitesurlegraphique.
1.3.2 L’accélérationestverticaleverslehautpourvaincrelepoids.
1.4 Pestverslebasc’estlecoursetF>Ppourquelafuséedécolle.
Doncschéma1.

1.5 OnappliqueladeuxièmeloideNewtonpourcalculerF.

2 Questionouverte
Ilfautdétaillerlescalculs.
!
OnveutcalculerlapuissanceonutiliseP=
∆!
Ona∆�=2s
Ondoitcalculerl’énergiemécaniquequiestlasommedesénergiescinétiquesetpotentielles.


Exercice3:OBLIGATOIRE

1) Caractéristiquedusonproduitparlediapason

1.1 Questiondeconnaissances
Lesonobtenun’estpaspurcarlesignaln’estpassinusoïdal.�

1.2 Ilfautcalculerladuréed’ungrandnombredepériodesenutilisantuneéchellepourêtreplus
précis.
8T=17msdonT=2,1ms
Oncalculelafréquencepourlacompareràcelleduconstructeur:
1 1
�= = = 470��
!!� 2,1×10
Penseràconvertirlesmsensecondes.
Lerésultatestcohérentaveclavaleurannoncéeparleconstructeur.

2) Numérisationd’unsignalanalogique

2.1Lesonenregistréestceluid’undiapasondoncunsonpur,celui-ciestcomposéuniquementdu
fondamentaldoncunseulpicsurlespectredeFourier.C’estlafigure2.

2.2Questiondecours
Silacourbedusignalestcontinuealorslesignalestanalogique.
Silacourbeestdiscontinuealorslesignalestnumérique.

2.3Onappliquelaformule:
Taille=résolutionxnombred’échantillonparsecondexdurée.

2.4L’intérêtd’augmenterlafréquenced’échantillonnageestd’obtenirplusd’informationsen
revanchelefichierserapluslourd.

3) Émissiondusonproduitparundiapason

!
3.1Onutiliselaformule�= 10 ��
!!
!
!"�= � ×10 !

!!! !,!!"! !" !"!! !!Oncalculelerapport = = = 2,0×10 ! !,!!!! !"!! !"!"

!!!Donc� = !! !"

3.2EnB1ϑ=0°doncL-Lmax=0dBdonclesonn’estpasatténué.
EnB2ϑ=90°doncL-Lmax=-18dBdonclesonestatténué.

Expérimentalement
Lb1-Lb2=17dBdonclesonestatténuéetonretrouvebienl’ordredegrandeurdugraphique.


Exercice3:SPÉCIALITÉ

1. Analysedimensionnelleclassique,aucunedifficulté.

2. Onutiliselaformulef=cxT.

Problème
Onserendcomptequelediapason1aunefréquencesupérieureà440Hetles3autresontune
fréquenceinférieure.
Onvatraiterlesdiapasons2,3et4delamêmefaçonetpourlediapason1ilfaudraopérer
différemment.

Ondoitétudierlaformuledonnéedansl’énoncéetindiquerl’influencedechaqueparamètre:
sachantquel’onnepeutchangerlematériaududiapasondoncEaetρAsontconstantes.
Onpeutchangerlavaleurdelalongueurdelabranche:silalongueuraugmente,lafréquence
diminue.
Etlalargeurdelabranche.