Corrigé Bac S Physique - Chimie - Spécialité 2014

Description

Document 1. Le boson de Higgs
« La découverte du boson de Higgs est aussi importante pour l’histoire de la pensée humaine que la loi de la
gravitation universelle de Newton » s’enthousiasme Carlo Rovelli, du Centre de Physique Théorique de
Marseille-Lumini. La théorie de Newton, en son temps, avait prédit l’emplacement de Neptune avant même
que les astronomes ne l’observent directement. La découverte du boson de Higgs signe le triomphe de ce
qu’on appelle le « modèle standard » de la physique, qui a prédit depuis quelques décennies les détails les
plus infimes du monde et qui a été élaboré avec passion par les plus grands scientifiques ces cent dernières
années. Grâce au Higgs (comme l’appellent familièrement les physiciens), des voies s’ouvrent, permettant
d’explorer la texture de l’espace-temps ou de plonger dans les premiers moments de l’Univers. […] Le boson
de Higgs est une particule qui était présente dans un passé extrêmement lointain de l’Univers, autour de
10-10 s après le Big Bang, à une époque où la température frisait les 1015 °C. Si elle a été « vue » au CERN
(Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), c’est parce que de telles énergies ont été atteintes au
coeur du LHC (Large Hadron Collider ou Grand Collisionneur de Hadrons), recréant les conditions qui
régnaient alors.
D’après un extrait de Sciences et Avenir N°786, août 2012
Le modèle standard arrive à décrire toutes les particules élémentaires connues et la façon dont elles
interagissent les unes avec les autres. Mais notre compréhension de la nature est incomplète. En particulier,
le modèle standard ne répond pas à une question simple : pourquoi la plupart des particules élémentaires
ont-elles une masse ?
Les physiciens Peter Higgs, Robert Brout et François Englert ont proposé une solution à cette énigme. Leur
théorie est que, juste après le Big Bang, aucune particule n’avait de masse. Lorsque l’Univers a refroidi et
que la température est tombée en-dessous d’un seuil critique, un champ de force invisible appelé "champ de
Higgs" s’est formé en même temps que le boson de Higgs, particule qui lui est associée. L’interaction avec
ce champ répandu partout dans le cosmos permet aux particules d’acquérir une masse par l’intermédiaire
du boson de Higgs. Plus les particules interagissent avec le champ de Higgs, plus elles deviennent

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Informations

• Publié par: Studyrama
• Publié le: 18 novembre 2015
• Nombre de lectures: 33 299
• Langue: Français

Extrait

BACCALAURÉAT

Série : S

Épreuve : sciences physiques

Session 2014

Durée de l’épreuve: 3h30

Coefficient : 6

1

Exercice I

1.1

Les particules élémentaires ont une masse

1.2

10^-10 s après le big bang

2.1

Ec tend versl’infini

2.2

Oui elle a proportions

été

multiplié

Car 450Gev=7.2.10^-8J

dans

les

Et par le calcul avecγ=479.8 avec v=0.999997828.c

On trouve

2

Ec=7.197=7.2.10-8J

2.3 Etot=Ec+mp.c²

=γ.mp.c²

Siγgrand Etot=Ec

γ=479.8 avec v=0.999997828.c

Grand par rapport a 1

3.1

Ec=15*450Gev=6.75GeV

Ec1+EC2=2.EC=6.75 *2=13.5Tev

Commec’est15 environ énoncé c’est environ 14Tev

3.2

V TGV maxi =580km/h

M=444T

Ec=0.5mv²

dans

l

3

=5.8.10^9J

A COMPARER A 7Tev=1.10-6J

4

Exercice II

1.1

Acide methanoique

1.2

C=O OH :groupe acide(carboxyle)

C-OH : groupe alccol(hydroxyle)

COO-C : groupe ester

1.3

H+ provient de HCl (catalyseur) qui s’est décomposé en H+

5

1.4

c : formation liaison

Le doublet de O va vers C+

e :rupture liaison

La liaison C-O se rabat sur O+

1.5

O fait 2 liaisons , il en a 3 donc O+

C fait 4 liaisons , il en a 3 donc C+

2.1

malcool=0.81*18=14.58g

n alcool=0.81*18/74=0.197mol

macide=1.22*7.5=9.15g

nacide=9.15/46=0.199mol

6

pas même nombre de mole d’acide et d’alcool

2.2

Courbe C

Acide sulfurique a 50°

2.3

malcool=0.81*18=14.58g

n alcool=0.81*18/74=0.197mol

R=nester equi/n max

=0.125/0.197=0.634

Soit 63.4%

2.4

Pour augmenter la vitesse de réaction il est possible

7

-d’Utiliser un catalyseur qui augmente la vitesse de reaction mais sans modifier l’etat final

- d’augmenter la temperature

2.5

Il est possible d’augmenter le rendementd’(docune estérification 2B):

-En augmentant la proportion d’un des réactifs par rapport à l’autre Exemple :Acide formique en excès

3.1

3HC-CO-O-CH 3

8

3.2

Non car IR permetd’identifier les groupes caractéristique et ce sont les mêmes

3.3

RMN2 : éthanoate de méthyle

9

Exercice III

Distance=9.1 KM avec l echelle fournie 2km=1.6CM

A priori si ce qui est ecrit dans le texte 2 est exact le cor pouvait parcourrir jusuq’a 10Km donc ca devrait etre bon

Calcul de la longueur d ondeΛ

=2*Lcor=6.8m

Calcul de la frequence du son emis

F=c/Λ=50HZ

Avec c=337m/S a 10° (car montagne)

10

Valeur minimale du niveau d’intensite sonore audible avec une note a 50HZ environ est de 45DBau min

Or on va calculer P a une distance d de 9.1KM

Calcul de I=Io*10^(100/10)=0.01W/m²

P=I*4π*d²

=1.10^7W

=78.2DB

Donc le son est entendu

11