Sujet Bilan Habitat - Physique
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1. 1 e La surface du panneau solaire est de 2 0 m La puissance solaire disponible pendant l essai est Ps 900 W m Calculer le rendement du panneau solaire 1pt 1 f En supposant que la temp rature du liquide caloporteur se maintiennent 42 C au mieux quelle sera la temp rature de l eau dans le ballon de stockage si la chaudi re d appoint ne fonctionne pas 1pt 1 9 Le fluide caloporteur est un m lange d eau et de propyl ne glycol document 2 Repr senter la formule semi d velopp e du propyl ne glycol 1pt 1 h Pourquoi m lange t on du propyl ne glycol l eau dans le circuit primaire document 1 Expliquer 1pt 1 1 Que signifie le pictogramme de s curit associ au propyl ne glycol doc 2 0 5pt 2 Une partie de la fiche technique de l vier de Monsieur martin est donn e dans le document 3 2 a Calculer le volume d une des cuves de l vier en m Pour simplifier on supposera que les cuves sont parall l pip diques 1 pt 2 0 Monsieur Martin remplit la cuve de gauche au quart de sa contenance maximale avec de l eau issue de son ballon Cette eau est la temp rature 6 60 C Le d bit du robinet est de 6 2 L min Calculer la dur e de remplissage 1pt 2 c Lorsque l vier est rempli au quart Monsieur Martin s aper oit que l eau est bien trop chaude Il fait alors couler 4 0 L d eau froide suppl mentaire 6 10 C La temp rature finale de l eau est not e Om Exprimer l2. nergie chang e par l eau chaude avec l eau froide en fonction de Ceau de la masse d eau chaude m de 8 et de Om 1pt Exprimer l nergie chang e par l eau froide avec l eau chaude en fonction de Ceau de la masse d eau froide ms de O et de Om 1pt sb Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 En supposant que l eau contenue dans l vier forme un syst me isol montrer que la temp rature Om de l eau lorsque le m lange a eu lieu est donn e par la relation On Calculer Om 1pt 3 Pour faire la vaisselle Monsieur martin utilise le produit pr sent dans le document 4 3 a Quel est l int r t des mol cules amphiphiles pr sentes dans le liquide vaisselle 1pt 3 0 Sur la feuille de r ponses document A entourer en bleu la partie hydrophobe de la mol cule et en noir la partie hydrophile 1pt 3 c AU cours du lavage de nombreuses micelles sph riques se forment Deux de ces micelles sont repr sent es sch matiquement sur le document r ponse Sur la feuille de r ponses document B compl ter la l gende avec les mots suivants graisse eau t te hydrophile queue hydrophobe 1pt Ecouter la radio 4 Monsieur Martin a toujours l impression de perdre son temps lorsqu il fait la vaisselle Il allume donc son poste de radio pour couter France Culture dont la fr quence d mission est f 9
3. 1 g mol M N 14 0 g mol Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 QUESTIONS Faire la vaisselle Le dimanche apr s midi apr s un agr able d jeuner en famille Monsieur Martin doit faire la vaisselle Il utilise pour cela l eau du ballon qui a t chauff e par le dispositif sch matis dans le document 1 1 Il y a quelques ann es apr s l installation du dispositif sch matis dans le document 1 des essais avaient t r alis s pendant une p riode ensoleill e Ils avaient donn les r sultats suivants Temp rature du liquide caloporteur circulant dans le capteur solaire mesur e au niveau du circulateur document 1 au d but de l essai 8 16 C Temp rature du liquide caloporteur circulant dans le capteur solaire mesur e par la sonde document 1 au bout d une heure 6 42 C D bit volumique du liquide caloporteur D 22 L h 1 a Quelles sont les deux sources d nergie utilis es pour chauffer l eau contenue dans le ballon 1pt 1 0 Ce dispositif comporte t il un panneau solaire thermique ou un panneau solaire photovolta que Quelle est le principe du panneau install chez Monsieur Martin 1pt 1 c Calculer la quantit de chaleur nergie Qa absorb e par l eau circulant dans le capteur pendant 1h 1pt 1 d Calculer la puissance thermique Pin du panneau solaire lors de l essai 1pt
4. 251 238 237 259 245 147 147 252 24 258 29 260 Th Pa UINp Pul ml ru BR CTE TX Md No lr ni 92 93 ka 35 97 a k 1 1 102 18 Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 de la liaison par apparition de charges lectriques partielles A 5 B TT doublet lectronique Document 8 La bouilloire lectrique de M Martin Caract ristiques Capacit 1 0 L Puissance 1000 W S curit contre la chauffe vide Document 9 D tartrant pour cafeti re et bouilloire lectrique D TARTRANT Formule de l acide sulfamique NH SO H Es Cafeti res 25 t Masse d acide sulfamique contenu dans un sachet 20 g Mode d emploi e Diluer le contenu du sachet dans 500 mL d eau e Verser la solution dans l appareil d tartrer e Laisser agir 10 min e Jeter la solution l vier puis rincer deux fois l eau claire Donn es e Capacit thermique massique de l eau liquide Ceau 4180 J kg C e Capacit thermique massique de la glace Cgiace 2100 J kg C e _ Enthalpie massique de fusion de la glace AHiusion 334 10 J kg e Masse volumique de l eau Peau 1 0 kg dm e C l rit des ondes lectromagn tiques dans l air c 3 0 10 m s e Couples acide base H30 H20 HC C H2O HO CO 2 H20 HC NH280 H NH2S e Masses molaires M H 1 0 g mol M O 16 0 g mol M S 32
5. s midi dans la cuisine de Monsieur Martin L objectif de ce sujet est d tudier les diff rents appareils et produits rencontr s dans la cuisine de Monsieur Martin Ce sujet comporte des documents pages 1 2 et 3 des donn es page 3 des questions sur 30 points pages 4 5 et 6 et une feuille de r ponses rendre avec votre copie page 7 DOCUMENTS Document 1 L installation solaire de M Martin Sonde de temp rature 9 5 Eau chaude sanitaire Document 2 Le propyl ne glycol Chaudi re lectrique d appoint Formule topologique du propyl ne glycol ou propane 1 2 diol HOT TT OH Circuit primaire Temp rature de fusion 59 C Temp rature d bullition 188 2 C Masse volumique 1 036 g cm 25 C Temp rature d auto inflammation 371 C 5 Ballon de stockage a Arriv e d eau froide G Circulateur Chauffe eau solaire l ments s par s avec chauffage d appoint mod le avec circulation forc e l Document 3 Fiche technique de l vier de Monsieur Martin i1 0 DIMENSION S i 1 re cuve SAD a AO i Profondeur de la 170 E premi re cuve x S Diam tre de la 90 bonde de la ee L z millimetres y premi re cuve 2 me cuve 3422710 Profondeur de la 170 deuxi me cuve Diam tre de la 90 bonde de la res millimetres deuxi me cuve Document 4 Le liquide vaisselle de M Martin Liquide vaisselle Guillaume MILLEZ Lyc e Camille
6. 3 5 MHZ 4 a L onde re ue par l antenne du poste de radio de Monsieur Martin comporte deux grandeurs vibratoires Quelles sont ces grandeurs 1pt 4 b Calculer la longueur d onde correspondant la fr quence d mission de France Culture 1pt Apr s l effort le r confort 5 Apr s avoir fait la vaisselle Monsieur Martin se pr pare un caf Pour cela il verse 0 50 litre d eau 17 C dans une bouilloire lectrique dont la fiche signal tique est donn e dans le document 8 La bouilloire s arr te automatiquement d s que l eau a atteint 100 C 5 a Calculer l nergie n cessaire pour lever l eau de la bouilloire de 17 C 100 C 1pt 5 b En d duire la dur e mise par la bouilloire pour faire chauffer l eau Exprimer le r sultat en minutes 1pt 6 Apr s avoir bu son caf Monsieur Martin ouvre sa bouilloire pour v rifier l tat de la r sistance lectrique Il constate que du tartre s y est d pos Heureusement il dispose d un sachet de d tartrant dont le mode d emploi est pr cis dans le document 9 6 a L utilisation du verbe diluer dans le mode d emploi est elle pertinente Justifier et reformuler si n cessaire la 1 phrase du mode d emploi 0 5pt 6 b Calculer la concentration molaire de la solution d tartrante pr parer en suivant le mode d emploi 1pt 6 c Ecrire l quation de la r action entre l acide sulfamique et l eau 1pt 6 d Dans quel intervalle de pH se situe le pH
7. Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 Document 5 Les d tergents Un d tergent ou agent de surface d tersif surfactant est un compos chimique g n ralement issu du p trole dot de propri t s tensioactives ce qui le rend capable d enlever les salissures La d tersion est un l ment d hygi ne fondamental puisqu il permet d liminer une grande partie des bact ries pr sentes en particulier sur la peau et sur les ustensiles servant la pr paration et la consommation des repas Action chimique d un d tergent La mol cule du d tergent est amphiphile c est dire dot e d une t te polaire hydrophile ou lipophobe attirant l eau et d une longue cha ne hydrocarbon e apolaire hydrophobe ou lipophile attirant les lipides huiles et graisses L extr mit hydrophile est miscible l eau tandis que l extr mit lipophile de la mol cule est miscible au solvant apolaire Les mol cules du d tergent peuvent donc s ins rer l interface eau lipide et d tacher les graisses d une surface Les groupements polaires peuvent tre charg s positivement n gativement ou neutres On distingue e les d tergents anioniques alkylsulfates alkyisulfonates alkylarylsulfates principalement utilis s dans les lessives et produits de nettoyage exemple alkylbenz nesulfonate de sodium C 8H29S503Na e les d tergents cationiques chlorhydrates d amine ammoniums q
8. Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 Terminale STI2D STL Physique chimie Tronc commun Contr le bilan sur le th me de l habitat Classe Enseignement Terminale Physique chimie STI2D STL THEME du programme Habitat R sum du contenu de la ressource Ce contr le a pour objectif d valuer les l ves sur le th me Habitat dans sa globalit Le sujet d crit diff rentes situations rencontr es dans une cuisine Il fait appel aux connaissances acquises dans les sous th mes suivants Gestion de nergie dans l habitat Les fluides dans l habitat La communication dans l habitat Entretien et r novation dans l habitat Il mobilise les capacit s d analyse de raisonnement et d extraction de l information Condition de mise en uvre Salle de contr le Dur e 2h Mots cl s de recherche habitat panneau solaire changements d tat enthalpie de changement d tat produit d entretien r actions acide base pH ondes lectromagn tiques d bit volumique Provenance Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault euillaume millez ac cr teil fr Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 Contr le sur le th me de l habitat Un apr
9. c Calculer l nergie chang e par la glace pour passer de 6 62 1pt Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 Feuille de r ponses Document A f pr CH3 CHo CH SO CH de Document B t i ER Micelle 1
10. de la solution d tartrante r alis e 0 5pt 6 e Que peut on dire de la concentration en ions oxonium dans cette solution par rapport celle de l eau pure 0 5pt 6 f Le tartre est constitu de carbonate de calcium solide constitu d ion calcium Ca et d ion carbonate C Ecrire l quation de la r action des ions H30 avec les ions carbonate 1pt 6 g Monsieur Martin observe la formation de bulles de gaz dans la solution d tartrante Expliquer ce ph nom ne 1pt Guillaume MILLEZ Lyc e Camille Claudel Pontault Combault Groupe de R flexion Voie technologique janvier 2014 Pr voir l ap ritif 7 En fin de journ e Monsieur Martin doit recevoir ses voisins pour l ap ritif Avant de sortir de sa cuisine il remplit donc un bac gla ons avec de l eau liquide prise au robinet puis il le place dans son cong lateur L eau issue du robinet est la temp rature 10 C Le bac gla ons comporte 14 compartiments et on supposera que chaque compartiment contient 15 g d eau La temp rature l int rieur du cong lateur est 82 18 C l a Calculer l nergie chang e par l eau liquide lors de son passage de 68 10C 6 0 0 1pi 1 0 Calculer l nergie chang e par l eau liquide lors de sa transformation en glace 1pt 7 c Comment appelle t on la transformation dont il est question la question 7 b Cette transformation est elle exothermique ou endothermique Justifier 1pt 7
11. uaternaires principalement utilis s dans les milieux industriels et hospitaliers en raison de leur propri t d sinfectante e les d tergents amphot res s ionisant n gativement anions ou positivement cations selon les conditions du milieu e les d tergents non ioniques hydroxyles utilis s dans l industrie textile la m tallurgie et en cosm tologie hygi ne corporelle et beaut en raison d une moindre agressivit et d un faible pouvoir moussant Source htto fr wikipedia org Document 6 Un exemple de d tergent anionique le dod cylbenz ne sulfonate i 50 CH de CH CHo Document 7 Electron gativit et liaison polaire polaris L lectron gativit d un l ment est d fini par rapport celle du fluor l ment le plus lectron gatif et dont la valeur a t fix e 4 0 et le francium l ment le moins lectron gatif dont la valeur est de 0 7 cf tableau ci dessous Dans une liaison covalente entre un atome me BEN one A et un atome B si est plus AA RE lectron gatif que B alors les lectrons GABBANA de pri ee pre ga r e Co u a Ge As Se Br proches du noyau de A que de celui de AARECARAHARAR PRRHAHEA B provoquant ainsi un d s quilibre de Ro ns hihahishohata 2zhalashahialia sheha charges c est dire une polarisation eao i epres 140 14t 152 157 153 162 165 167 169 173 175 ss 6 63 LS 65 6 amp 6 7 7i 231
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