⚗️Contrôles de Physique-Chimie

a) ρ_A = 0,79 g/mL = ρ_éthanol. L'éthanol est un corps pur connu. Donc le liquide A peut être un corps pur (éthanol) ou un mélange dont la masse volumique serait aussi 0,79 g/mL. On ne peut pas conclure avec certitude, mais d'après les données, il est très probable que ce soit de l'éthanol pur. Réponse attendue : « Le liquide A a la même masse volumique que l'éthanol, donc c'est peut-être un corps pur (éthanol). » (1 pt) b) ρ_B = 1,00 g/mL = ρ_eau. L'eau pure est un corps pur. Donc le liquide B est probablement de l'eau pure, donc un corps pur. (1 pt) c) ρ = m/V → m = ρ × V = 1,05 g/mL × 50 mL = 52,5 g. (2 pts : formule + calcul + unité) d) Concentration en masse : C_m = m_soluté / V_solution = 5,0 g / 0,500 L = 10 g/L. (1 pt) Cette solution est homogène car le sel se dissout complètement dans l'eau : on obtient un liquide transparent sans dépôt. (1 pt)

a) Facteur de dilution : F = C_mère / C_fille = 40 / 10 = 4. Volume à prélever : V_mère = V_fille / F = 200 mL / 4 = 50 mL. (1 pt) b) Protocole : - Prélever 50 mL de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée de 50 mL. - Verser dans une fiole jaugée de 200 mL. - Ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. - Agiter pour homogénéiser. Verrerie : pipette jaugée (50 mL), fiole jaugée (200 mL), pissette d'eau distillée. (2 pts) c) Masse de sulfate de cuivre dans la solution fille : m = C_fille × V_fille = 10 g/L × 0,200 L = 2,0 g. (2 pts)

a) Diagramme objet-interactions : - Livre (système) : interactions avec la Terre (attraction gravitationnelle) et avec la table (contact). - On représente le livre au centre, deux flèches : une vers la Terre (poids) et une vers la table (réaction). (1 pt) b) Forces : - Poids P : point d'application = centre de gravité du livre, direction = verticale, sens = vers le bas. - Réaction normale de la table R : point d'application = surface de contact, direction = verticale, sens = vers le haut. (1 pt) c) P = m × g = 0,500 kg × 10 N/kg = 5,0 N. (2 pts : conversion + calcul) d) Le livre est immobile, donc les forces se compensent : P + R = 0 (vecteurs). Leur somme vectorielle est nulle. (1 pt)

a) Vecteur : longueur = 12 N / (4 N/cm) = 3 cm, horizontal, vers la droite, partant du point d'application (extrémité libre). (1 pt) b) Caractéristiques : - Point d'application : extrémité libre du ressort. - Direction : horizontale. - Sens : vers la droite. - Intensité : 12 N. (1 pt) c) ΔL = 3 cm = 0,03 m. F = k × ΔL → k = F / ΔL = 12 N / 0,03 m = 400 N/m. (2 pts : conversion + formule + calcul)

a) Protons = Z = 17 ; neutrons = A - Z = 35 - 17 = 18 ; électrons = protons = 17 (atome neutre). b) Configuration électronique : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ (ou (K)² (L)⁸ (M)⁷). c) Le chlore appartient à la famille des halogènes (colonne 17). Justification : il possède 7 électrons sur sa couche externe (3s² 3p⁵). d) L'ion chlorure Cl⁻ a gagné un électron : formule Cl⁻. Composition : 17 protons, 18 neutrons, 18 électrons. e) Le chlorure de sodium est formé des ions Na⁺ et Cl⁻. Pour assurer l'électroneutralité, il faut autant de charges positives que négatives : un ion Na⁺ (charge +1) et un ion Cl⁻ (charge -1) donnent une charge totale nulle. Formule statistique : NaCl.

a) La molécule CO₂ contient 1 atome de carbone et 2 atomes d'oxygène. b) Les électrons de valence sont ceux de la couche externe (n=2) : 2s² 2p², soit 4 électrons de valence. c) L'oxygène a 6 électrons de valence (2s² 2p⁴). Pour respecter la règle de l'octet, il gagne 2 électrons et forme l'ion oxyde O²⁻. d) Nombre total d'électrons dans CO₃²⁻ : électrons des atomes + charge négative. Carbone : 6 électrons ; 3 oxygènes : 3×8 = 24 électrons ; charge 2- : 2 électrons supplémentaires. Total = 6 + 24 + 2 = 32 électrons. e) L'ion calcium Ca²⁺ a charge +2, l'ion carbonate CO₃²⁻ a charge -2. L'électroneutralité est assurée avec un ion de chaque : formule CaCO₃.

a) Période T = 1/f = 1/440 ≈ 0,00227 s = 2,27 ms. b) 440 Hz est une fréquence moyenne ; un son aigu a une fréquence élevée (ex: 1000 Hz), un son grave a une fréquence basse (ex: 100 Hz). 440 Hz est un son plutôt aigu (c'est le La3). Justification : fréquence supérieure à 250 Hz environ. c) Si on double la fréquence (880 Hz), la hauteur est plus aiguë (une octave au-dessus). d) Frapper plus fort augmente l'amplitude de la vibration, donc l'intensité sonore (ou le niveau sonore). e) Le timbre du son est lié à la répartition des harmoniques (spectre).

a) L = 10 log(1,0×10⁻⁴ / 1,0×10⁻¹²) = 10 log(10⁸) = 10 × 8 = 80 dB. b) Intensité totale I_tot = 2 × 1,0×10⁻⁴ = 2,0×10⁻⁴ W/m². L_tot = 10 log(2,0×10⁻⁴ / 1,0×10⁻¹²) = 10 log(2,0×10⁸) = 10 (log 2 + log 10⁸) = 10 (0,30 + 8) = 10 × 8,30 = 83,0 dB. c) Augmentation = 83,0 - 80 = 3,0 dB. d) Le son devient dangereux à partir de 85 dB (seuil de risque) et douloureux vers 120 dB.

a) Transformation physique : l'eau change d'état (solide → liquide), mais reste de l'eau (même formule H₂O). b) Transformation chimique : le bois réagit avec le dioxygène de l'air pour former du dioxyde de carbone et de l'eau. De nouvelles substances apparaissent. c) Transformation physique : le sucre se disperse dans l'eau, mais les molécules de saccharose restent inchangées. On peut récupérer le sucre par évaporation. d) Transformation chimique : les substances présentes dans la pomme réagissent avec le dioxygène de l'air (oxydation). La couleur brune indique la formation de nouvelles espèces chimiques.

a) Équation non ajustée : Fe + O₂ → Fe₂O₃. Ajustement : 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃. b) M(Fe₂O₃) = 2×M(Fe) + 3×M(O) = 2×55,8 + 3×16,0 = 111,6 + 48,0 = 159,6 g/mol. c) n = m / M = 15,0 / 159,6 ≈ 0,0940 mol. d) Tableau d'avancement : Équation : 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃ État initial : n(Fe) = 0,50 mol ; n(O₂) = 0,30 mol ; n(Fe₂O₃) = 0. Si Fe est limitant : 0,50 - 4xmax = 0 → xmax = 0,125 mol. Si O₂ est limitant : 0,30 - 3xmax = 0 → xmax = 0,10 mol. Le plus petit xmax est 0,10 mol, donc le réactif limitant est O₂.

a) 8 min = 8×60 = 480 s ; 480 + 20 = 500 s. b) d = v × t = 3,00×10⁸ × 500 = 1,50×10¹¹ m. c) d en al = 1,50×10¹¹ / 9,46×10¹⁵ ≈ 1,59×10⁻⁵ al. d) La lumière met 4,2 années pour parcourir 4,2 al (car 1 al = distance parcourue en 1 an). Donc t = 4,2 ans.

a) OA = -15 cm (objet avant la lentille). f' = 10 cm. 1/OA' = 1/f' + 1/OA = 1/10 + 1/(-15) = 0,10 - 0,0667 = 0,0333 cm⁻¹. Donc OA' = 1/0,0333 ≈ 30 cm. L'image est réelle (OA' > 0). b) γ = OA'/OA = 30 / (-15) = -2. Le signe négatif indique que l'image est renversée. c) A'B' = |γ| × AB = 2 × 2,0 = 4,0 cm. L'image mesure 4,0 cm, renversée. d) Schéma : échelle horizontale 1/5 (1 cm sur le schéma = 5 cm réels), verticale 1/1 (1 cm = 1 cm). Placer la lentille au centre, foyer objet F à 2 cm à gauche (10 cm réels /5), foyer image F' à 2 cm à droite. Objet AB : A sur l'axe à 3 cm à gauche (15/5), B à 2 cm au-dessus. Tracer un rayon parallèle à l'axe passant par B, il ressort en passant par F'. Tracer un rayon passant par le centre optique O, il n'est pas dévié. L'intersection donne B'. L'image A'B' est à 6 cm à droite (30/5), renversée, hauteur 4 cm.

a. Temps en secondes : 1 min 20 s = 60 + 20 = 80 s. Vitesse moyenne v = d / t = 400 / 80 = 5,0 m/s. Conversion en km/h : 5,0 × 3,6 = 18 km/h. b. 1 min 20 s = 60 s + 20 s = 80 s. c. La distance 400 m a 3 chiffres significatifs, le temps 80 s en a 2 (car 80 peut être ambigu, mais ici on considère 80 s comme 2 chiffres significatifs). Le résultat doit avoir 2 chiffres significatifs : 5,0 m/s (2 chiffres).

a. Les positions sont alignées sur une droite (même ordonnée y=0, abscisses croissantes). La trajectoire est une droite : mouvement rectiligne. b. Distance BD = x_D - x_B = 0,60 - 0,20 = 0,40 m. Temps entre B et D : 2 × Δt = 0,20 s. Vitesse v_C = BD / (2Δt) = 0,40 / 0,20 = 2,0 m/s. c. Vecteur horizontal vers la droite, longueur : 2,0 / 0,5 = 4 cm. d. Calculons v_A : entre A et B : 0,20/0,10 = 2,0 m/s. v_E : entre D et F : (1,00-0,60)/(0,20)=0,40/0,20=2,0 m/s. Toutes les vitesses sont égales : mouvement uniforme.

a. Moyenne = (12,4+12,6+12,5+12,3+12,7)/5 = 62,5/5 = 12,5 g. b. Écarts : (12,4-12,5)=-0,1 ; (12,6-12,5)=0,1 ; (12,5-12,5)=0 ; (12,3-12,5)=-0,2 ; (12,7-12,5)=0,2. Carrés : 0,01 ; 0,01 ; 0 ; 0,04 ; 0,04. Somme = 0,10. n=5, n(n-1)=5×4=20. u = sqrt(0,10/20) = sqrt(0,005) ≈ 0,07 g. c. m = 12,5 ± 0,07 g. d. La valeur de référence 12,50 g est dans l'intervalle [12,43 ; 12,57] : compatible.

a. Graphique : points alignés sur une droite passant par l'origine. b. Vitesse moyenne = (8-0)/(4-0) = 2 m/s. c. La droite passant par l'origine montre que la distance est proportionnelle au temps : mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante de 2 m/s).