DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE-CHIMIE 1 S10 (7/3/02)
1-Conductance et conductivité :
Une cellule conductimétrique est construite en utilisant deux plaques métalliques de surface S= 2 10
-4 m2 séparées par une distance L= 1. 10-2 m .a)Calculer le rapport S/L
b)On mesure une conductance G=795. 10
-6 S pour une solution électrolytique . Calculer la conductivité s en précisant clairement l'unité utilisée .2-Conductivité et conductivité molaire :
Une solution de chlorure de potassium KCl a une concentration C
KCl= 5 .10-3 mol.L-1 .a)Ecrire la réaction de dissolution dans l'eau du chlorure de potassium .
b)La dissolution est totale . Calculer , en mol.m
-3 , les concentrations dans la solution des ions K+ et Cl- ? Justifiez clairement votre réponse .c)On donne les conductivités molaires ioniques :
l(Cl-)=7,6 10-3 S.m2.mol-1 et l(K+)= 7,4 10-3 S.m2.mol-1 . Calculer la conductivité de la solution .3)Nomenclature :
Soit une molécule dont la formule semi-développée est représentée ci-dessous :
a)Quel est son nom ?
b)Donnez sa formule topologique .
4)Isomères
Représentez les formules semi-développées des isomères du butan-1-ol .
5)Couple acide/base :
a)Dans le couple NH
3/NH4+ , quel est l'acide , quelle est la base ? Nommez les .b)Ecrire la demi-équation acido-basique associée à ce couple .
6)Réaction acido-basique :
a)Quelle est la base conjuguée de l'acide éthanoïque CH
3COOH ?b)Quel est l'acide conjugué de l'ion hydroxyde OH
- ?c)Ecrire la réaction acido-basique entre l'acide éthanoïque et l'ion hydroxyde .
7)Couple rédox :
a)Dans le couple rédox (Fe
2+/Fe) , quel est l'oxydant , quel est le réducteur ?b)Ecrire la demi-équation électronique associée à ce couple .
8)Bilan de forces :
Un solide S de centre d'inertie G et de masse m=1 kg est posé sur un plan incliné parfaitement lisse (les forces de frottement sont négligeables). Le solide est au repos .
a)Reproduisez le schéma sur votre copie . Faites le bilan des forces appliquées au solide et représentez les sur le schéma .
b) Ecrire la relation vectorielle , en justifiant votre réponse , entre les forces appliquées au solide .
9)Deuxième loi de Newton
Un solide initialement au repos de masse m est posé sur un plan horizontal comme indiqué sur le schéma ci-dessous . Le contact est sans frottement .
Le solide est soumis à une force 
pendant une durée
a)A quelles autres forces le solide S est-il également soumis ?
b)Enoncez la seconde loi de Newton .
c)Lorsque la force est égale à 1 N la variation de vitesse du
solide est égale à 1 m/s . Quelle est la variation de la vitesse si , appliquée pendant la même durée
Dt ,la force est égale à 1,8 N ? La réponse devra être clairement justifiée .10)Travail du poids :
Un enfant lance son ballon vers le haut . Le centre d'inertie de celui-ci, dont la masse est égale à 500 g , s'élève à 5 m au-dessus du sol .
On s'efforcera de présenter les réponses sous forme littérale d'abord et on passera à l'application numérique ensuite .Un schéma est necessaire .
Calculer le travail du poids du ballon :
a)Lors de son ascension (on supposera que le centre d'inertie du ballon est initialement au niveau du sol ) .
b)Lors de sa descente jusqu'au sol .
c)Lors de l'ensemble ascension-descente .
d)Etablir une relation qui lie ces trois travaux .
Donnée : g= 10 N.kg
-1 .
Correction
1)-a: S/L = 2 10-2 m-b: G=sS/L d'où s = GL/S =795 10-6/2 10-2 = 0,04 S.m-1 .
2)-a:KCl -----> K+aq + Cl-aq
-b : la dissolution étant totale CKCl= [K+] = [Cl-]
AN : [K+] = [Cl-] = 5 10-3 mol.L-1 = 5 10-3 mol / [(10-3)m3] =5 mol.m-3 ( 1L = 10-3 m3 )
-c : s = l(Cl-)* [Cl-] + l(K+)*[K+] = (l(Cl-)+l(K+))*CKCl = (15 .10-3 ) *5 = 75 10-3 S.m-1 .
3)-a: il s'agit de la 3-méthylbut-2-one .
-b :
4)
5)-a : NH3 : ammoniac . C'est une base
NH4+ : ion ammonium : c'est un acide
-b : NH3 + H+ = NH4+ .
6)-a :CH3COO- est la base conjuguée de l'acide éthanoïque CH3COOH .
-b: H2O est l'acide conjugué de l'ion OH- .
-c : CH3COOH + OH- -------> CH3COOH + H2O
Cette réaction est bien de la forme Acide 1 + Base 2 -------> Base 1 + Acide 2 .
7)-a: Fe2+ est l'oxydant , Fe est le réducteur .
-b:Fe2+ + 2 e- = Fe
8)-a : * deux actions de contact : l'action
du fil 
et l'action du support 
* une action à distance : le poids 
.
-
b:Le solide étant en équilibre la somme
vectorielle des forces appliquées est nulle : 
9)-a:
Le solide est également soumis à son poids 
et à l'action du support 
(normale aux surfaces en contact car il n'y a
pas de frottement .
-b: 
(voir le cours)
-c: En projetant cette relation sur l'horizontale , nous obtenons : F = A . DV (A est une constante ).
A = F/DV = 1 N.s.m-1 .
Avec F= 1,8 N , nous obtenons DV = F/A = 1,8 m/s .
10)
Nous avons zA = zC = 0 m et zB = h = 5 m .
L'axe Oz étant ascendant , nous pouvons écrire :
a) : = - mgh = - 25
J
b): 
= mgh = 25 J
c): 
= O J
d):Il est clair que 