2013 Physique Chimie

13DNBGENPHCME1 DNB Srie gnrale preuve de Physique - Chimie Page 1/9

DIPLME NATIONAL du BREVET

Session 2013

DURE : 45 min - COEFFICIENT : 1

Ce sujet comporte 9 pages numrotes de 1/9 9/9.

Le candidat sassurera en dbut dpreuve que le sujet est complet.

Le candidat rpond directement sur le sujet qui doit tre remis en fin dpreuve, lintrieur de la copie, sans le dgrafer.

Lusage de la calculatrice est autoris.

PHYSIQUE - CHIMIE

Srie gnrale

BARME :

Premire partie : La statue de la libert 3 points

Deuxime partie : Le choix des matriaux 9 points

Troisime partie : New-York, ville-lumire 6 points

Orthographe et prsentation : 2 points

REPRE : 13DNBGENPHCME1


Partie 1 : La statue de la libert (3 points)

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1. Dans le document 1, on peut lire : la statue de la libert a un poids de 225 tonnes . Rcrire cette phrase en remplaant le mot poids par le terme exact.

2. Le poids est proportionnel la masse. Cette relation de proportionnalit scrit : (entourer la bonne rponse)

=

gP m P = m x g =

mP g

3. Dans la relation, lunit de la masse est le kilogramme. Donner la valeur de la masse de la statue de la libert en kg.

4. Quelle est lunit du poids ? (Donner le nom)

5. Calculer le poids P de la statue de la libert en utilisant lintensit de la pesanteur g dont la valeur est gale 10 N/kg.

Document 1 :

La statue de la libert est lun des symboles des Etats-Unis. Elle fut offerte par la France en signe damiti entre les deux pays et inaugure en 1886. Sa ralisation fut confie au sculpteur Bartholdi avec laide de lingnieur Gustave Eiffel.

Place lentre du port de New-York, dune hauteur de 92 m (avec le socle), la statue de la libert a un poids de 225 tonnes (1 t = 1000 kg). Elle a rsist de nombreuses temptes.


Partie 2 : Le choix des matriaux (9 points)

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1. Citer les deux mtaux utiliss.

2. Comment peut-on distinguer ces deux mtaux ?

3. Citer une utilisation du cuivre au quotidien.

4. Avant de choisir les matriaux, G.Eiffel voulait connatre leur comportement face au courant lectrique notamment pour la scurit lors des orages.

4.1 Faire le schma dun montage permettant de savoir si un matriau conduit llectricit.

Document 2 :

Lenveloppe de la statue est en cuivre. Loxydation de ce mtal donne la couleur verte actuellement observe. Pour la structure intrieure, G. Eiffel utilisa, comme pour sa tour, des barres mtalliques disposes en treillis pour tre capable de supporter lenveloppe de la statue et de rsister aux vents de locan Atlantique. Les barres sont constitues essentiellement de fer.


4.2 Lorsque le montage est ralis, quelle observation permet de conclure ?

5. La conduction du courant lectrique dans les mtaux sinterprte par un dplacement : (entourer la bonne rponse)

de noyaux de molcules dions dlectrons

6. Latome de cuivre peut se transformer en ion cuivre (II). 6.1 Complter le tableau suivant par Vrai ou Faux.

atome lectron ion cuivre (II) lectriquement charg lectriquement neutre

6.2 Donner la formule de lion cuivre (II) : .

7. New-York tant une grande ville, des gaz mis par les vhicules et les sites industriels peuvent rendre la pluie acide. Dans cette question, on cherche savoir si la pluie acide peut ragir avec le fer.

7.1 Manon rcupre un peu deau de pluie dans un verre. Donner le nom de la grandeur quelle doit mesurer pour vrifier que cette eau est acide.

Quel matriel peut-elle utiliser pour faire la mesure ?


7.2 Manon et La ne parviennent pas se mettre daccord sur les manipulations raliser pour savoir si une pluie acide peut ragir avec le fer. Elles ont ralis chacune une manipulation Cf. document 3 page 6/9.

Lun des deux comptes rendus permet-il de savoir si une raction peut avoir lieu entre le fer et une pluie acide ? Expliquer pourquoi en justifiant partir des documents 3 et 4 de la page 6/9.

7.3 La poursuit son exprience par trois tests, pour mettre en vidence les produits obtenus :

Elle approche une allumette enflamme lentre du tube essai et entend une lgre dtonation. (test 1) Elle spare la solution obtenue dans deux tubes, A et B. Dans le tube A, elle verse de la soude et observe un prcipit vert. (test 2) Dans le tube B, elle verse du nitrate dargent et observe un prcipit blanc qui noircit la lumire. (test 3)

7.3.1 Quelles sont les 3 espces chimiques mises en vidence par les trois tests ? (Utiliser les documents de la page 6/9.)


7.3.2 Complter le bilan de la transformation chimique observe par La :

Fer + solution de + chlorure de fer (II)

Document 5 : Tests des ions

Ion caractris ractif Couleur du prcipit

Ion cuivre II soude bleu Ion fer II soude vert

Ion chlorure Nitrate dargent

blanc qui noircit la lumire

Document 6 : Test du dihydrogne :

On approche une bchette enflamme et on entend une dtonation.

Document 3 : Comptes rendus dexprience

Compte rendu de Manon : Exprience : Je verse un peu de soude sur de la poudre de fer place dans un

tube essai. Observation : Il ne se passe rien. Conclusion : Il ny a pas de transformation chimique.

Compte rendu de La : Exprience : Je verse un peu dacide chlorhydrique sur de la poudre de fer

place dans un tube essai. Observation : On observe un dgagement de gaz. Conclusion : Il se produit une transformation chimique.

Document 4 : Valeurs de pH

Solution dacide chlorhydrique : pH = 2 Solution de soude : pH = 13


Partie 3 : New-York, ville-lumire (6 points)

1. Classer dans le tableau les 6 nergies soulignes dans le document 7 :

nergies renouvelables nergies non-renouvelables

2. Les centrales lectriques possdent un alternateur. Complter le diagramme nergtique ci-dessous en plaant les mots suivants : nergie lectrique ; nergie perdue (thermique) ; nergie mcanique

Alternateur .. . ..

..

..

Document 7 : Lors de la tempte Sandy le 31 octobre 2012, une partie de lagglomration New-yorkaise est reste sans courant plus de 10 jours. La consommation lectrique de cette ville est trs importante. Une partie de llectricit est importe du Qubec. La ville de New-York cherche dvelopper les panneaux photovoltaques pour rcuprer lnergie solaire, les oliennes pour rcuprer lnergie du vent et la gothermie pour rcuprer la chaleur du globe terrestre. Mais pour linstant, lessentiel de la production dnergie repose sur les ressources fossiles, les nergies hydrauliques ou nuclaires.


3. La tension du secteur na pas les mmes caractristiques dans tous les pays. En France, la tension du secteur a une frquence de 50 Hz et une valeur efficace comprise entre 220 V et 230 V.

Cet oscillogramme reprsente la tension du secteur en France.

Rglages de loscilloscope : Sensibilit verticale : 100 V/div

Sensibilit horizontale : 5 ms/div

3.1 Dduire de loscillogramme la valeur de la priode T en dtaillant le calcul.

3.2 crire la relation entre la priode et la frquence en prcisant les units.

Calculer la frquence de la tension du secteur.

3.3 partir de loscillogramme, dterminer la tension maximale Umax en dtaillant le calcul.


4. Arriv aux USA pour visiter la statue de la libert, le pre de Manon remarque que son ordinateur portable sallume correctement lorsquil le branche sur la prise de la chambre dhtel mais que son rasoir, branch sur la mme prise, ne fonctionne pas. Par ailleurs, le sche-cheveux de la chambre dhtel fonctionne parfaitement. partir du document 8, expliquer pourquoi le rasoir ne fonctionne pas et pourquoi lordinateur fonctionne normalement.

Document 8 : fiches signaltiques des appareils lectriques :

Sche-cheveux Rasoir Ordinateur portable de lhtel (USA)

110-120 V ~

60Hz 220-230 V ~

50Hz

100-240 V ~

50-60Hz

Documents

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