Classe 1ère S4 - Free

Classe 1ère S4

Devoir surveillé de physique - chimie n°1


Vous porterez une attention particulière à la rédaction et la présentation
de votre copie ainsi qu'à la précision lors de l'écriture des résultats
(chiffres significatifs). Les formules et lois utilisées seront indiquées.




Physique


Données :
e = 1,6.10-19C
Les noyaux des atomes de cuivre sont considérés comme ponctuels.
masse du noyau de l'atome de cuivre : 1,05.10-22g.
k=9,0.109SI
constante de gravitation : G=6,7.10-11 SI

Exercice 1 : les particules élémentaires (.../6)

Le cuivre est un métal de couleur rouge. Son noyau, de notation symbolique
Cu, est caractérisé par Z = 29.
1- Comment appelle-t-on Z ?
2- Un noyau d'atome de cuivre possède 63 nucléons.
a) Donner la représentation symbolique de ce noyau.
b) Indiquer la composition de ce noyau.
3- Une lame de cuivre électrisée porte une charge de -4,0.10-12C.
a) Quels sont les porteurs de charges responsables de cette valeur ?
b) Déterminer le nombre de ces porteurs de charges.
4- La charge porté par un noyau d'atome de cuivre est q = 4,64.10-18C.
a) Quels sont les porteurs de charges responsables de cette valeur ?
b) Déterminer l'intensité Fe des forces d'interaction électrique
s'exerçant entre deux noyaux d'atome de cuivre séparés d'une distance
d = 0,15nm.
c) Représenter sur un schéma, sans souci d'échelle, les forces
d'interaction électrique [pic] et [pic].
d) Déterminer l'intensité Fg des forces d'interaction gravitationnelle
s'exerçant entre les deux noyaux.
e) Évaluer l'ordre de grandeur du rapport entre : les intensités des
forces d'interaction électrique Fe et d'interaction gravitationnelle
Fg s'exerçant entre les noyaux.


Exercice 2 :Phénomène d'électrisation (.../4)

On approche d'un pendule électrique une tige, en P.V.C., frottée avec un
chiffon de laine. Elle est alors chargée négativement. La boule de sureau
entourée de papier d'aluminium est attirée.
1) Comment s'appelle ce phénomène. A l'aide d'un schéma, expliquer le
phénomène.
2) Quelle est alors la charge de la boule ? justifier.
3) La tige en P.V.C a-t-elle un excès ou un défaut d'électrons?
Justifier.
4) La règle est mise en contact avec la boule. Que se passe-t-il ?
Expliquer.



Chimie





Données

Masse molaire atomique (en g.mol-1) : C(12,0) ; H(1,00) ; O (16,0)
Masse molaire de l'acide formique H2CO2 : M(H2CO2) = 46,0g.mol-1 et
densité d =1,18.
Masse volumique de l'eau : ((eau)=1,00.103 g.L-1
Nombre d'Avogadro : NA = 6,02.1023mol-1
Constante des gaz parfaits : R = 8,314 Pa.m3.K-1.mol-1

Vm = 24,0 L.mol-1 à 20 °C, à 1,013 Pa





Exercice 1 : Concentration molaire d'un soluté moléculaire dans une
solution (.../4)


L'acide formique H2CO2 utilisé en laboratoire est une solution aqueuse. On
notera V, le volume de la solution.
Le pourcentage massique en acide formique de la solution vaut P = 80,0%.

1) Déterminer , en fonction des données, les expressions littérales :
a) La masse volumique de la solution ((sol),
b) La masse d'acide formique contenu dans la solution m(ac),
c) La quantité de matière d'acide formique dans la solution n(ac),
d) pour finir, la concentration molaire C(ac) d'acide formique H2CO2 dans
la solution aqueuse.
2) Faire l'application numérique de la concentration molaire C(ac) d'acide
formique H2CO2.
(pour V = 10mL)


Exercice 2 :Etude d'un gaz (.../4)

Sous la pression p = 7,80.104 Pa, et à la température ? = 18,0°C, une masse
m= 0,24 g d'un gaz occupe un volume de 162 mL.
a) Quelle est la quantité de matière de ce gaz ?



b) Quelle est la masse molaire du gaz ? Donner l'expression littérale
et calculer cette valeur.
c) Déterminer le volume molaire dans ces conditions.


Exercice 3 :Etude d'une analyse de sang (.../2)

Le résultat d'une analyse de sang d'un patient porte, entre autres, les
indications ci-contre:




1) Déterminer la masse molaire du cholestérol de formule brute C27H46O.
2) Comment s'appelle, en chimie, la grandeur qui vaut « 1,81g.L-1» ?
3) Déterminer, alors, la concentration molaire du cholestérol dans le sang.
Le patient dépasse-t-il les limites ?

Correction DS1





Physique



Exercice 1 : les particules élémentaires


Le cuivre est un métal de couleur rouge. Son noyau, de notation symbolique
Cu, est caractérisé par Z = 29.
1- Z est le numéro atomique. Il représente le nombre de protons.
2- a) [pic]
b) Il possède 29 protons et (63-29=) 34 neutrons.
3- a) Ce sont les électrons.
b) N = q/e = -4,0.10-12/1,6.10-19 = -2,5.107 porteurs de charges.
4- a) les protons.
b) Fe = [pic]= 8,6.10-6N c)
d) Fg = [pic]= 3,3.10-41N
e) Fe/Fg = 8,6.10-6/3,3.10-41 ( 1035


Exercice 2:
1) Il s'agit d'une électrisation par influence.

La tige de PVC chargée va créer un déplacement d'électrons dans la boule
d'aluminium : les électrons de la boule se déplacent vers la surface
oppsée. La face de la boule dirigée vers la tige présentent des charges
positives qui sont donc attirée par la tige : il y a attraction entre la
boule et la tige.
2) La boule reste neutre car il n'y a aucun transfert d'électrons entre la
boule et la tige.
3) La tige possède un excès d'électrons car elle est chargée négativement.
4) Il y a répulsion entre la boule et la tige : la tige possédant un excès
d'électrons en donne à la boule ; les deux se retrouvent chargées
négativement et se repoussent ; c'est une électrisation par contact.







Chimie





Exercice 1

L'acide formique utilisé en laboratoire est une solution aqueuse. On notera
V, le volume de la solution.
1- a) ((sol) = d(ac) x ((eau)
b) m(ac) = 0,80 x ((sol) x V = 0,800 x d(ac) x ((eau) x V
c) n(ac) = [pic]
d) C(ac) = [pic]= [pic]
2- C(ac) = [pic]= 20,5 mol.L-1



Exercice 2 :
a) ngaz = [pic]=5,22.10-3 mol.
b) Mgaz = [pic]= 46g.mol-1.
c) Vm = [pic]= 3,10.101 L.mol-1.

Exercice 3 :

1) M(C27H46O) = 27 x 12,0 + 46,0 + 16,0 = 386 g.mol-1.
2) La concentration molaire ou le titre.
3) C(ch) = [pic]= [pic]= [pic]= [pic]= 4,69.10-3 mol.L-1. Le patient ne
dépasse pas les valeurs limitent.
-----------------------
[pic]


[pic]

+

+

+

+

+

+

n2

Fn1/n2r

Fn2/n1r

n1