BAC BLANC 2013 / CORRECTİON

Transcription

1 BAC BLANC 013 / COECİON Chres sgncats : 0,5pt à chaque erreur ; 0,75pt purrnt être retrés dans l ensemble du devr EXECİCE EXECICE 1 I : MİSE L ÉLÉMEN OBİE IODE D UN D HIE SAELLİE À AUJOUD HUI (7,5 (6pts) 1.1.(0,5) Vr schéma c-cntre : - la lèche représentant F dt être plus lngue que celle représentant P - l axe ( O, j ) est représenté y 1..(0,75) Applquns la deuxème l de Newtn au système usée dans le réérentel terrestre cnsdéré galléen : M. a F. M.a. En prjectn sur (Oy): F P M.a F M.g M.a Fnalement : a F g 1.3.(0,5) a 1.4.(0,5) a(t) 1, ,3 10 dv dt M F + P j P. j ,1 m.s , ,1 m.s - En prmtvant : v(t) 6,1t + Cte Intalement, la vtesse de la usée est nulle dnc v(0) 0 st Cte 0 et nalement :v(t) 6,1t 1.5.(0,5) v(t) dy 6,1t dt En prmtvant : y(t) 3,0t² + Cte Intalement, le centre d nerte de la usée est cnndu avec l rgne du repère dnc : y(0) 0 st Cte 0 et nalement : y(t) 3,0t² 1.6.(0,5) La dstance d parcurue par la usée jusqu à la date t 1 6,0 s est : d y(t 1 ) 3t 1 ² AN : d 3,036 1,1.10 m.1.(0,5) F /S G..n m.m h..(0,5) Applquns la deuxème l de Newtn au système {satellte} dans le réérentel gécentrque cnsdéré galléen : m. F /S j O G..n m.m h m. nalement :.n h.3.(0,75) S

2 .4. Le satellte ayant un muvement crculare et unrme, alrs : En égalant les deux expressns de, l vent :.n h vs.n h vs.n h (0,5) Fnalement : v S h (0,5) AN : v S 6, ,0 10 6,4 10 0, , m.s -1 (0,5).5.(0,5) La vtesse du satellte s écrt : v S En reprtant l expressn de h v S h st btenue à la questn précédente, l vent : 4. h st nalement : v 4. h S 4 + h (0,75) D après la deuxème l de Kepler : «le rayn vecteur S balaye des ares égales pendant des durées égales» Ans, pendant la même durée t, les ares A 1 et A snt égales mas les dstances parcurues par le satellte L 1 et L snt dérentes : L 1 > L. La vtesse du satellte n est dnc pas cnstante sur l rbte ellptque et elle est maxmale au pérgée P. A L A A 1 h' h L 1 P 3..(0,5) Le satellte peut être cnsdéré cmme un système slé dnc sa quantté de muvement se cnserve : m. (m-m g ). + m g. D ù : ( m. - m g. ) / (m-m g ) (0,5) 3.3. AP + h + h dnc : a transert ( + h + h )/ AN: a transert (6, , , )/, m (0,5) 3.4. Par asscatn de la 3 ème l de Kepler et de la relatn truvée en.5, l vent : transert / a 3 transert 4π / st : transert [(4π. a 3 transert) / ( )] 1/ (0,5) AN: transert [4π. (, ) 3 / (6, , )] 1/ 3, s (10h54mn0s) (0,5) La durée de transert entre A et P est égale à une deme pérde: t transert / 5h7mn10s (0,5) 3.5.(0,5) Par déntn d un satellte géstatnnare : gé 4h

3 EXECİCE : HISOIE DE L ANESHESIE (8.5 pts) Parte A : Synthèse de l éther déthylque 1. Cndtns empérature Nm du prdut Catégre de la réactn pératres C chmque éthylène élmnatn(0,5) 140 éther déthylque(0,5) substtutn(0,5).1. La température d ébulltn de l éther est de 35 C à pressn atmsphérque. L éther s évapre aclement. Il aut dnc le recuellr dans la glace. (0,5).. Par cntre, la température d ébulltn de l éthylène (- 104 C) est trp basse pur le cndenser dans le régrgérant et l s échappera sus rme de gaz. (0,5).3. éthanl AN : éthanl éthanl éthanl éthanl (0,5) 0,44 ml(0,5) D après l équatn, n éther n éthanl (0,5) éther éther éther éthanl AN : éther g (0,5) éther (0,5).4. L éther étant mns dense que la phase aqueuse, l cnsttue la phase supéreure. (0,5+0.5J) 3. Étude du mécansme de la synthèse de l éther déthylque 3.1. L xygène est l élément le plus électrnégat, l prte dnc une charge partelle δ- c est le dnneur de dublets d électrns. L n H + prte une charge entère + est accepteur d électrns. Un dublet dnneur de l xygène de l éthanl attaque l n H + accepteur. (0,5+0.5) Étape (a) : CH 3 -CH -OH + H + CH 3 -CH -OH L n H + est cnsmmé lrs de l étape (a) et régénéré lrs de l étape (c) (0,5). Ce n est dnc pas un réact. L acde sulurque est un catalyseur(0,5). 4. echnques d analyse des espèces chmques ntervenant dans la réactn 4.1. Le spectre I ne présente pas de large bande vers cm -1 caractérstque du grupe OH. C est dnc celu de l éther et le spectre I1 celu de l éthanl. (0,5). 4.. Pur la MN, les prtns de l éthanl CH 3 -CH -OH snt tels que : CH 3 : vsns dnc d après la règle du (n+1)uplet pcs dnc trplet. CH : 3 vsns dnc quadruplet OH : pas de vsn dnc sngulet

4 Pur l éther, l n y a plus le sngulet. Dnc le spectre MN 1 est celu de l éthanl et le spectre MN est celu de l éther. (1). Parte B : Un remplaçant de l éther déthylque 5. Etude des mlécules de la kétamne Grupe carbnyle 5.1. Grupe amne (0,5+0.5) 5.. Les mlécules A et A n nt pas la même cnguratn spatale. Elles pssèdent un carbne asymétrque(0,5) et snt symétrque par rapprt à un mrr plan et nn superpsable. Il s agt dnc de mlécules chrales u de deux énantmères(0,5) Ces deux mlécules, énantmères nt des prprétés physques dentques (hrms leur puvr rtatre) mas des prprétés blgques dérentes. (0,5). 6. Utlsatn médcale de la kétamne 6.1. La dem-ve d élmnatn est la durée nécessare pur que la mté de la kétamne st élmnée par l rgansme. (0,5). 6.. t 1/,5h (0, 5). Parte C : Un remplaçant de l éther déthylque 7.1. Les atmes de carbne asymétrque de la mlécule snt représentés par un astérsque (0,5). 7.. La mlécule actve A et cette mlécule B snt énantmères pusqu mage l une de l autre dans un mrr plan (vsble à cndtn de pvter la mlécule sur sa lasn C C) (0,5) Vc un stérésmère de cnguratn. Les deux mlécules, A et C snt des dastérésmères. (0,5+0.5). H 7 C 3 C H 5 C C H 3 C 1 H

5 EXECİCE EXECICE 3 I : CAOGAPHİE L ÉLÉMEN IODE DE D HIE L UNİVES À AUJOUD HUI FOSSİLE (6pts) (4 Exemple de synthèse : Le satellte Planck a été ms en rbte, en 009, par Arane 5. Il est équpé de dérents capteurs permettant de détecter le raynnement ssle. Par un balayage systématque du cel, l a pur mssn de recuellr des nrmatns sur l'rgne de l'unvers et l'assemblage des galaxes. Le raynnement ssle détecté par le satellte est un raynnement électrmagnétque éms par l Unvers, se cmprtant cmme un crps nr, quelques centanes de mllers d années après le Bg-Bang. Ce raynnement prvent de tutes les drectns du cel avec une ntensté cnstante dans le temps. A cause de la dlatatn de l'unvers, ce raynnement crrespnd aujurd'hu au raynnement d'un crps à la température de 3K. D'après la l de Wen,. Ce raynnement a dnc une lngueur d'nde dans le vde de l'rdre de 1mm. Il s'agt dnc d'un raynnement à la rntère entre nraruge et ndes rad (dcument 4). Les raynnements de cette lngueur d'nde snt presque ttalement absrbés par l atmsphère terrestre, cmme l ndque le dcument 3. Cela explque l'ntérêt de placer les capteurs hrs de l'atmsphère pur réalser la cartgraphe de l'unvers. Le raynnement ssle a été éms par l Unvers prmt lrsqu l est devenu transparent. L ntensté de ce raynnement, capté par le satellte Planck, dépend de la densté de l unvers prmt dans la drectn pntée. Cette bservatn permet dnc de mesurer les nhmgénétés de densté de matère de l Unvers quelques centanes de mllers d années après le Bg-Bang, et d en dresser une vértable carte. Pnts clés : Présentatn du satellte (année et leu de lancement par exemple) 0,5 pnt De sa mssn : recuellr des nrmatns sur l'rgne de l'unvers 0,5 pnt Surce du raynnement : l Unvers prmt devenu transparent, se cmprtant cmme un crps nr. 0,5 pnt Nature : raynnement électrmagnétque. 0,5 pnt Intensté et drectn : ntensté cnstante au curs du temps, prvent de tutes les drectns du cel. 0,5 pnt Lngueur d nde dans le vde : Crps nr à 3K > Valeur de la lngueur d'nde λ max 1 mm (l de Wen). aynnement à la rntère entre I et nde rad. 1 pnt L'atmsphère est ttalement paque à la lngueur d'nde λ 1 mm > Nécessté de capter ce raynnement hrs atmsphère 0,5 pnt Cnclusn : Capter le raynnement ssle dans tutes les drectns dnne des nrmatns sur sa surce, l unvers ssle, dnc d en dresser une carte présentant les nhmgénétés (u «grumeaux») seln la drectn d bservatn. 0, 75 pnt Sn apprté à la rédactn 0, 5 pnt

6 EXECİCE EXECICE 3spé: I : L ÉLÉMEN POSIIONS IODE DES FEES D HIE À AUJOUD HUI D UNE GUIAE (6pts) (4pts) 1. S L u dmnuent, augmente, la réquence du sn éms augmente. (0,5 s 1 tem u 0,75 pnt s le prncpe de l analyse est cmprs sur au mns deux tems).. Le gutarste déplace sn dgt de cases de açn à raccurcr la crde(0,5). 3. D3 La 3 1, ,68 6 Hz ; D4 D3 La 3 1, ,68 53 Hz (0,5 pnt s le prncpe est cmprs mas certans éléments nexacts (valeurs numérques, éturderes, ) 1 pnt s les répnses snt exactes) 4. - S est la réquence du sn éms lrsque la crde est blquée sur la rette n et L la lngueur alrs utle de la crde, n a : L 1. La gamme tempérée est cnstrute de telle srte que : Or L 1 d ù : L L. Il vent : L manche est dnc : d L L L (1-1 1 ) L 1 1 On truve : d 1 3,6 cm ; d 7,1 cm ; d 3 10,4 cm ; d 4 13,5 cm... La dstance d de la rette à l extrémté du - Sur la pht, la dstance entre deux rettes successves dmnue. Les valeurs numérques de cette dstance snt successvement : 3,5 cm, 3,3 cm et 3,1 cm, valeurs décrssantes. Détermnatn de l échelle de la phtgraphe du dcument 1 : 1,8 cm crrespndent à 65, cm. Pstns des rettes numér 1 à 4, mesurées sur la pht : 0,7 cm, 1,4 cm,,0 cm et,5 cm, st en réalté : 3,6 cm, 7,1 cm, 10, cm et 1,7 cm, ce qu crrespnd aux résultats précédemment btenus. éslutn satsasante éslutn partelle Aucune réslutn Les bjects xés par la questn snt pur l essentel attents. Les répnses snt argumentées et la démarche suve est clarement expsée. L ensemble est crrectement rédgé. La répnse ntègre la plupart des nrmatns utles. La démarche suve est pertnente, clarement expsée, même s elle n abutt pas. L ensemble est crrectement rédgé. Les nrmatns sélectnnées snt pertnentes au regard de la questn, mas peu snt crrectement expltées. Quelques éléments de démarche snt présents. L ensemble est crrectement rédgé. Les nrmatns sélectnnées snt ncmplètes u mal chses. Il n y a pas de démarche cnstrute. Les éléments resttués ne snt pas rgansées. Quelques éléments très smples d analyse, sans démarche cnstrute. Absence de tute démarche chérente. pnts 1,5 pnts 1 pnt 0.5 pnt 0,5 pnt 0 pnt