Le diffuseur électrique de parfum

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1 Collège CHARLET - REMIREMONT Epreuve commune 2004/2005 SCIENCES PHYSIQUES Classe de 4 éme Le diffuseur électrique de parfum Ce diffuseur électrique de parfum utilise un parfum de synthèse à l odeur d abricot. Etudions ses caractéristiques. Partie Chimie 8 points. Voici l équation bilan de la synthèse de l arôme à odeur d abricot, le butanoate de pentyle dont on ne connaît pas la formule chimique : C 5 H 2 O + C 4 H 8 O 2 butanoate de pentyle + H 2 O a. Dans la molécule de formule C 5 H 2 O indiquer le nom des atomes correspondant aux symboles suivants : C :Carbone H :Hydrogène O :Oxygène indiquer la signification du chiffre 5 suivant le symbole C Il indique le nombre d atomes de carbone de la molécule de formule C 5 H 2 O indiquer le nombre total d atomes de cette molécule ;A justifier. 5C + 2H + O soit un total de 8 atomes. b. En utilisant la conservation des atomes lors d une réaction chimique. Donne la nature des atomes de la molécule de butanoate de pentyle Atomes de Carbone,d Hydrogène et d Oxygène car on retrouve en fin de réaction les atomes présents au départ. 2. Calcule en détaillant le nombre d atomes d hydrogène de la molécule de butanoate de pentyle Réactifs :2 + 8 soit 20 Produits : 20 car conservation = 2 + ceux du Butanoate donc il en reste 20 2 = 8 3. Déduire des questions b et b2 la formule de la molécule de butanoate de pentyle C 9 H 8 O 2,5 (0,5x3) (0,5+0,5) (calc+ rés),5 2 (0,5x2 + )

2 2. Voici les diverses étapes permettant la préparation du butanoate de pentyle arôme à odeur d'abricot 2- On verse le contenu du ballon dans un verre à pied contenant de l eau salée saturée. Les réactifs restants sont dissous dans l eau salée. - On chauffe pendant 45 min. les réactifs additionnés d acide sulfurique dans le ballon. 3- On verse le contenu du verre à pied dans l ampoule à décanter munie d un robinet. a. Quel est le rôle du dispositif situé au-dessus du ballon lors de l étape? Condenser les vapeurs dégagées du ballon. (si refroidir seul 0,5?) b. Où se trouve l arôme lors de l étape 2? Pourquoi? A la surface car il est moins dense (lourd accepté?) que l eau salée donc il surnage. c. A quoi sert l étape 3? Séparer l arôme fabriqué des réactifs restants. 3. On fabrique ainsi un arôme de synthèse. a. Indiquer la différence existant entre cet arôme de synthèse et l arôme naturel d'abricot sans parler du prix de revient. L arôme naturel est constitué de beaucoup plus de constituants. b. Nommer le 2 produit de la réaction chimique.s agit - il d un produit de synthèse? A justifier. Il s agit de l eau de synthèse car située du côté des produits de la réaction. Elle est fabriquée par réaction chimique.(artificiellement). 4. En faisant passer un courant électrique la résistance chauffe et fait s évaporer l arôme dont on schématise les molécules gazeuses comme ci - contre. (0,5 x 2) rép + jus 2 ( + ) Molécule gazeuse Avant chauffage Après chauffage 2

3 a. En considérant que le volume du liquide ne varie quasiment pas indiquer si la pression évolue à l intérieur du réservoir du diffuseur. Si oui dans quel sens? A justifier. La pression évolue et augmente car le nombre de molécules gazeuses augmente dans le même volume.elles sont donc plus serrées. b. Comparer la pression du gaz odorant à la pression atmosphérique. A justifier. La pression intérieure exercée par les molécules gazeuses sur le récipient est supérieure à la pression atmosphérique car à l intérieur du récipient le nombre de molécules gazeuses augmente ce qui n est pas le cas à l extérieur. c. Expliquer pourquoi le gaz odorant peut quitter le diffuseur. Car la pression intérieure est supérieure à l extérieure et donc les molécules appuient pour sortir du diffuseur. Partie Physique 22 points Après avoir ouvert le diffuseur le schéma électrique s apparente au circuit ci dessous.. Indiquer sur le schéma ci- contre la lettre et le nom du composant. (0,5 x2) rep (ev. + aug) just (0,5 x2) (0,5 x2) 3 (,5 let,5 nom) en fait - 0,5/erreu r? Indiquer en justifiant votre réponse la nature de ce circuit circuit série constitué d une seule boucle. 2. On cherche à mesurer l intensité du courant traversant l élément B. a. Quel appareil de mesure permet la détermination de cette intensité? Comment se branche t - il dans un circuit? L ampèremètre qui se branche en série dans le circuit. b. Placer cet appareil dans le circuit ci - dessus en précisant ses polarités. L appareil indique 8.. Pourquoi la valeur affichée est - elle négative? Inversion des polarités 2. Quels calibres peut - on choisir dans la liste suivante.pourquoi? 2A ; 200 ma ; 20 ma ; 2 ma 2A,200 ma ou 20 ma car le calibre doit toujours être supérieur à la mesure 3 (0,5 x2) 2 ( + ) 2( + ) 2 ( + ) -0,5 oubli

4 3. Quel calibre est le mieux adapté à notre mesure? Pourquoi? 20 ma est le plus adapté car sa valeur est juste supérieure à la mesure relevée. (on accepte calibre le plus proche de la mesure relevée?) 3. Yves et Juliette n ont pas disposé leur appareil de mesure au même endroit et pourtant celui- ci indique le même résultat. Est ce normal? Pourquoi? Oui car l intensité est la même en tout point d un circuit série. 4. André décide que le système n est pas assez performant et souhaite améliorer celui - ci en rajoutant un moteur associé à un interrupteur permettant d actionner un ventilateur diffusant mieux le parfum dans la pièce en cas de mauvaise odeur passagère. Il construit donc le circuit suivant. (0,5x 2),5 (0,5+) a. Indiquer en justifiant votre réponse la nature de ce circuit Circuit dérivation constitué de plusieurs boucles. b. Indiquer à l aide de flèches rouges le sens du courant dans le circuit. c. L appareil de mesure d Yves indique toujours 8 ma. Par contre celui de Juliette installé en position dans le circuit indique maintenant 52 ma. Est ce normal? A justifier. Oui car dans un circuit dérivation, l intensité n est pas la même en tout point du circuit. L intensité de la branche principale (toujours la plus forte valeur )est la somme des intensités des branches dérivées. d. La Del étant grillée. Est ce que la résistance qui protégeait la Del est toujours traversée par un courant?pourquoi?si oui indiquer sa valeur. La Del n est plus traversée par un courant car la branche qui la contient est ouverte à cause de la Del grillée. (I Del = 0 A) Est ce que le moteur continue a être traversé par un courant? Pourquoi? Oui car sa branche continue a être fermée. Quelle est la nature du nouveau circuit? Pourquoi? Circuit série constituée d une seule boucle. Est ce que la valeur indiquée par l ampèremètre de Juliette est modifiée? Pourquoi? Quelle est sa valeur? Oui sa valeur diminue car le nombre de dérivations a diminué. Sa nouvelle valeur est 52 8 = 34 ma. Justification attendue? loi des noeuds? (0,5x 2) ou 0,5 (0,5+) (0,5x 2) (0,5x 2) (0,5x 2) (0,5x 2) (0,5x 2) 4

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