Epreuve de Physique/Chimie Série : E Classe : 5 ème Durée : 65 min

Transcription

1 Nom : N o : Epreuve de Physique/Chimie Série : E Classe : 5 ème Durée : 65 min Physique /Chimie L usage de la calculatrice est autorisé Exercice 1 Les solutions (4 points) 1- Donner la définition de solvant Le solvant est un corps qui peut dissoudre d autres substances (½ pt) 2- Le sel est une substance soluble dans l eau. Malgré cela on trouve des blocs de sel dans la Mer Morte en Jordanie. Expliquer pourquoi. On observe des blocs de sel car la mer Morte est une solution saturée, l eau ne peut plus dissoudre toute la quantité de sel qu il contient. (1 pt) 3- Tu trouves une tâche sur la voiture de ton père, tu essaies de l enlever avec un chiffon imbibé d eau rien ne se passe. Tu essaies avec de l acétone tu trouves de la peinture sur le chiffon. a- Nommer un autre solvant que l eau d après le texte.l acétone (½ pt) b- La peinture est-elle soluble dans l eau? Pourquoi? La peinture est insoluble dans l eau car d après le texte rien ne se passe lorsqu on essuie la voiture avec un chiffon imbibé d eau. (1 pt) c- Quelle substance peut dissoudre la peinture? Justifier la réponse. L acétone peut dissoudre la peinture car la peinture de la voiture s est enlevée avec un chiffon imbibé d acétone. (1 pt) Exercice 2 La masse volumique d une substance (6 points) A- Les élèves de 5ème, lors de leur sortie, ont trouvé un bloc parallélépipédique de couleur bizarre. Ils se souviennent alors d une propriété étudiée en physique/chimie et décidèrent de l utiliser pour identifier la matière qui le constitue. 1- De quelle propriété s agit-il? La masse volumique caractérise la substance (½ pt) 2- En mesurant ses dimensions, ils ont trouvé pour longueur 20 cm, pour largeur 15 cm et pour hauteur 8 cm. Quel est le volume de ce bloc? CYC-MOD003-V1 4 février 2013 Page 1 de 5

2 Ce bloc est parallélépipédique et donc son volume se calcule d après la relation (1 pt) 3- Ils ont estimé sa masse de 20 Kg. Quelle est alors sa masse volumique? La masse volumique se calcule d après la relation De quelle substance s agit-il? Il s agit donc d après la masse volumique du bronze (½ pt) On donne : Substance Cuivre Argent Bronze Aluminium Masse volumique (kg/m 3) B- L eau et le cyclohexane sont deux liquides non miscibles. 1- Que signifie cette expression? Quel type de mélange forment-ils? Les liquides non miscibles sont les liquides qui ne se mélangent pas. Ils forment alors un mélange hétérogène. (1 pt) 2- Ces 2 liquides sont de même couleur et donc on ne peut pas reconnaitre lequel se trouve en surface. Mais on sait que la masse de 1L d eau est de 1 Kg alors que 50 ml de cyclohexane pèse 40 g. a- Quelle est la masse volumique de chacune de ces substances?la masse volumique de l eau est de 1kg /L alors que la masse volumique du cyclohexane se calcule d après la relation / (1 pt) b- Laquelle se mettra alors en surface? Justifier. Le liquide qui se dépose en surface est alors le cyclohexane car il est plus léger que l eau. En effet sa masse volumique est inférieure à la masse volumique de l eau. (1 pt) Exercice 3 Température d ébullition et pression (6 points) Denis Papin ( ) est l inventeur de la machine à vapeur. Il met au point un appareil, ancêtre de la cocotte- minute appelé «digesteur d aliments», muni d une soupape de sûreté, destiné à ramollir les os et les cuirs de viande. L autocuiseur encore appelé cocotte-minute est un récipient dans lequel on fait cuire des aliments. L eau qu il contient est portée à ébullition et la vapeur s échappe par un petit orifice. A l intérieur de la cocotteminute la pression de la vapeur d eau est supérieure à la pression atmosphérique : la température d ébullition de l eau est voisine de 120 C. De ce fait, les aliments cuisent plus vite.

3 Sur le couvercle de l appareil on peut constater la présence d une soupape de sécurité en plus du petit orifice duquel la vapeur s échappe. 1- Quel est le gaz que contient une cocotte-minute lorsqu elle fonctionne? Le gaz qu elle contient est de la vapeur d eau. (½ pt) 2- Pourquoi l eau bout-elle à 120 C dans la cocotte- minute et pas à 100 C comme dans une casserole ordinaire? Dans l autocuiseur la pression est supérieure à la pression atmosphérique normale à cause de la quantité de gaz qui s y trouve alors la température d ébullition de l eau ne sera plus de 100 C mais elle sera supérieure. (1 pt) 3- Un alpiniste veut faire cuire des pâtes à 4000m d altitude. En altitude la pression est plus faible que la pression atmosphérique. L eau va-t-elle bouillir à une température supérieure ou inférieure à 100 C? Les pâtes vont-elles mettre plus ou moins de temps à cuire qu à la pression atmosphérique? L eau alors va bouillir à une température inférieure à 100 C car la pression en altitude est inférieure à la pression atmosphérique normale. Alors dans ce cas les pâtes vont mettre plus de temps à cuire. (1 pt) 4- Voici un tableau qui représente les valeurs de la température de l eau pure à l intérieur d une casserole prélevée à chaque minute. Temps (min) Température (ºC) a. Tracer la courbe d ébullition de l eau sous pression atmosphérique normale en utilisant comme échelle : 1 cm 1 min, 1 cm 10 ºC Il faut tracer le graphique en mettant la température sur l axe vertical et le temps sur l axe horizontal, la courbe sera ascendante avec un palier de température à 100 C. (1 pt) b. Que va être l allure de la courbe d ébullition de l eau pure dans une cocotte-minute où la pression est plus élevée. Il faut tracer une courbe ayant un palier de température à 120 C (1 pt) c. Que va être l allure de la courbe d ébullition de l eau pure en montagne où la pression est plus faible. Il faut tracer une courbe ayant un palier de température à moins que 100 C (1 pt) 5- Quelle conclusion peut-on tirer de ces différentes situations? On peut conclure que la température d ébullition varie avec la pression du milieu, plus la pression augmente plus la température d ébullition augmente. (½ pt) Exercice 4 Les circuits électriques (4 points) Observer les documents ci-dessous et choisir la ou les bonne(s) réponse(s) en justifiant.

4 Document 1 Epreuve de Physique/Chimie 1- La lampe C éclaire le plus fortement dans a- Le premier circuit b- Dans le premier et le second circuit c- Dans le troisième circuit d- Aucun de ces circuits. La bonne réponse est la réponse -c- car dans un circuit en boucle simple lorsque les lampes sont court-circuitées c est comme si on les a enlevées du circuit donc le nombre de dipôles a diminué est le générateur fournit plus de courant. (1 pt) 2- Le générateur est court-circuité dans a- Le premier circuit b- Le second circuit c- Le troisième circuit d- Aucun des trois circuits. La réponse d est la bonne réponse car dans aucun des circuits les 2 bornes du générateur ne sont reliées par un fil de connexion. (1 pt) Document 2 1- La résistance n est pas traversée par un courant a- Dans le circuit B b- Dans les circuits A et C c- Dans le circuit C d- Dans aucun des circuits La réponse -c- est la bonne réponse car la résistance est en série avec la lampe qui est dévissée et donc la résistance dépend de la lampe. (1 pt) 2- La diode est indépendante de la lampe a- Dans le circuit A

5 b- Dans le circuit B c- Dans le circuit C d- Dans les trois circuits. Les bonnes réponses sont les réponses a et c car la diode est dans une boucle ne contenant pas la lampe donc elle en est indépendante. ( 1 pt)