Une charge q=10^-6 C située à une distance d=10 cm d'une charge q' positive subit une force électrostatique d'intensité F=10^-3 N .

Donnée : Constante de Coulomb K_e = 9 10⁹ SI

2)Si t₁= 25 mn et t₂=35 mn , que peut-on dire du mouvement lorsque :

a)0<t<t₁ ?

b)t₁<t<t₂ ?

c)t>t₂ ?

3)Déterminer la distance parcourue à la date t₁ . Détaillez votre réponse .

4)Le mouvement est-il uniforme entre t₁ et t₂ ?Justifiez votre réponse .

5)Quel est en km.h^-1 la vitesse du solide à l'instant t=30 mn ?

On réalise la combustion d'un fil de fer de masse m_Fe = 0,50 g dans un flacon de 500 mL rempli de dichlore Cl₂ à la pression p=1,02 10⁵ Pa . On considérera ce gaz comme parfait . Le fil de fer est chauffé au rouge avant d'être introduit dans le flacon . On rebouche aussitôt le flacon . On observe alors la formation d'une fumée rousse de chlorure de fer FeCl₃ . Ce solide se dépose ensuite sur les parois du flacon .

b)On appelle respectivement a₀ et b₀ les quantités de matière initiales de fer et de dichlore .

1-Calculer a₀

Donnée : M_fe = 55,8 g.mol^-1 .

2-Calculer b₀ en utilisant la loi des gaz parfaits , la température étant égale à 20 °C .

e)Déterminer l'avancement maximal X_m de la réaction .

f)Représentez sur votre copie la courbe n_Fe = f(X) , X étant l'avancement de la réaction .

g)Calculer la pression finale p_finale dans le flacon après la réaction , la température étant redescendue à 20 °C .

a) q et q' sont toutes les deux des charges positives : elles se repoussent car deux charges de même signe se repoussent : l'interaction est par conséquent répulsive .

b)

est la force exercée par la charge q' sur la charge q . est la force exercée par la charge q sur la charge q' . Ces deux forces sont opposées (), ce qui est en accord avec le principe de l'action et de la réaction (3° loi de Newton) .

Le schéma correspond bien à une interaction répulsive .

c) . q et q' sont positives et nous pouvons donc écrire :

1)Un solide est en translation , si étant donnés deux points A et B du solide , le vecteur est constant au cours du déplacement .

La translation est de plus rectiligne si la trajectoire de chacun des points du solide est une droite .

(On peut montrer qu'à un instant quelconque , tous les points du solide ont le même vecteur vitesse [voir cours]).

2)a-Entre 0 et 25 mn , d'après la courbe , la vitesse est constante :tous les points du solide ont donc un mouvement rectiligne uniforme .

b-Entre 25 mn et 35 mn , le mouvement n'est pas uniforme : la vitesse diminue et il s'agit par conséquent d'un mouvement décéléré .

c-v= 0 m/s : le solide est donc au repos .

3)Entre 0 et 25 mn , chaque point du solide a donc un mouvement rectiligne uniforme : la distance parcourue sur l'intervalle de temps considéré peut donc s'écrire : d=v*t₁=30*25*60=4,5 10⁴ m = 45 km .

4)Le mouvement n'est pas uniforme entre t₁ et t₂ car la vitesse n'est pas constante dans cet intervalle de temps .

5)v = 15 m/s = 15 10^-3 km/(1/3600 h)=15 10^-3*3600 = 54 km.h^-1 .

Exercice 3 :

a)2Fe + 3Cl₂ -------> 2FeCl₃ .

b)-1 : a₀ = m_Fe/M_Fe = 0,5/55,8 = 8,96 10^-3 mol = 8,96 mmol .

2-b₀= pV/RT=1,02 10⁵*0,5 10^-3/(8,31*293) = 21 10^-3 mol = 21 mmol.

c)

d)Fe est le réactif limitant : c'est celui qui disparait le premier .

e)X_m=4,48 mol .

f)

8)A la fin de la réaction , il reste 7,56 mmol = 7,56 10^-3 mol de dichlore (n=7,56 10^-3 mol)