Bac 2016 STD2A Physique Chimie

7/25/2019 Bac 2016 STD2A Physique Chimie

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BACCALAURAT TECHNOLOGIQUE

STD ARTS APPLIQUS

SESSION 2016

PREUVE :PHYSIQUE-CHIMIE

MERCREDI 22 JUIN 2016

Dure : 2 heures

Coefficient : 2

La calculatrice (conforme la circulaire N99-186 du 16-11-99) est autorise.

La clart des raisonnements et la qualit de la rdaction interviendront dans l'apprciation des copies.

Lannexe page 7/7 est rendre avec la copie.

IMPORTANT

Ce sujet comporte 7 pages numrotes de 1/7 7/7.

Assurez-vous qu'il est complet ; s'il est incomplet, veuillez le signaler au surveillant de la salle

qui vous en remettra un autre exemplaire.


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DU TROC AU BILLET DE BANQUE

Partie A. Le troc (3 points)

Le troc existe depuis que l'homme est apparu sur la Terre. Il a en effet commenc dsqu'un tre suffisamment intelligent a pu comprendre qu'il pouvait changer un silex contreune peau de bison sans devoir aller le chasser lui-mme ...

A.1. A laide des documents 1 et 2, expliquer brivement le principe du troc et indiquer lasignification du terme "monnaie utile".

A.2. Le vase de Vix, offert au Vesicle avant Jsus-Christ par des grecs des celtes,montre que le troc est un marchandage sans frontire. Daprs les textes ci-dessus, dequel alliage est compos le vase de Vix ?

A.3. Les africains utilisaient le sel dans le commerce comme l'or ou l'argent.A.3.1 quelle catgorie de matriaux appartiennent lor et largent ?A.3.2. Quest-ce quun mtal noble ?

A.4. Au XVIesicle, les explorateurs europens changeaient "des perles de verre coloret des miroirs "

A.4.1. Donner le principal composant du verre minral ?A.4.2. Le verre a une structure amorphe. Quest-ce que cela signifie ?A.4.3. Comment obtient-on un verre color ?A.4.4. De nos jours, on peut modifier la teinte du verre en le soumettant un

courant lectrique. Comment se nomme ce type de verre ?A.4.5. Donner la composition dun miroir.

Document 1Dans l'Antiquit, la "monnaie utile" fut surtout de la nourriture conservable(riz, th, crales) ou des moyens de travail (btail, outils). Les preuves decette pratique sont nombreuses. Le vase de Vix (image ci-contre), offert auVesicle avant Jsus-Christ par les bronziers grecs leurs intermdiairescommerciaux celtes, atteste ces rseaux commerciaux travers l'Europeoccidentale.

http://lajoi-informatique.superforum.fr/t3294-cratere-de-vix

Document 2De son ct, Ibn Battuta, grand voyageur arabe du XIVesicle, ne manque pas de signaler lespratiques d'change qu'il a observes : Les noirs utilisaient le sel dans le commerce comme l'orou l'argent sont utiliss ailleurs . Il faut savoir ce propos que les thiopiens acquittrent leursimpts en barres de sel jusqu'en 1920 !Au XVIesicle, lorsque les bateaux des explorateurs europens accostaient des terresinconnues, ils proposaient de la verroterie* contre des vivres frais. Mais d'autres instaurrent lecommerce triangulaire bas sur l'change scandaleusement fructueux d'esclaves noirs de

Guine contre de vieux fusils, des perles de verre color et des miroirs...Article d'Emily Beauvent, professeur d'Histoire, paru dans "Troc en stock", 1996

*Verroterie : Petits objets en verre travaill constituant une bijouterie de faible valeur


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Partie B. La monnaie (4,5 points)

Les premires pices de monnaie mtalliques nous viennent d'Asie Mineure (Grce) etdatent du VIIesicle avant J.-C. Trs vite la monnaie va devenir incontournable et serafrappe dans l'ensemble de l'Europe puis du monde.

B.1. Quel est le nom du phnomne dcrit par "altration structurelle " du document 4?

B.2. Citer deux composs chimiques qui provoquent ou acclrent cette "altration

structurelle".

Document 4

Document 3

Des moules en cramique permettaient de fabriquer des pices en y coulant des mtaux enfusion notamment du bronze alliage base de cuivre. Ces moules taient faits en rondelles deterre cuite grain trs fin. Sur les deux faces de chacune de ces rondelles tait imprime encreux l'empreinte d'une mdaille.

Daprs http://www.sacra-moneta.com

Moule en terre cuite d'une

monnaie de Julia DomnaMoule en terre cuite pour

plusieurs pices

Document 5

On protge les pices de monnaie en y dposant du nickel Ni. En effet, lors de lattaque par unagent corrodant, le nickel se transforme dabord en ion nickel Ni2+, puis ses ions vont setransformer en oxyde de nickel NiO2en prsence de dioxygne. La demi-quation lectroniqueest alors Ni2++ O2+ 2e-NiO2.NiO2forme alors une couche protectrice sur la pice.

D'aprs http://www.chromage-decoratif.fr

Lorsquon retrouve de la monnaie datant de cespoques, celle-ci a subi une altration structurelle.Cest le cas des pices en bronze qui verdoient cause de la formation de vert-de-gris. Ceci est en faitd loxydation du cuivre.


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B.3. Des moules en cramique permettaient de fabriquer des pices en y coulant desalliages.

B.3.1. Quest-ce quun alliage ? Donner un exemple dalliage non cit dans lesdocuments.

B.3.2. Quest-ce quune cramique ? Donner un exemple de cramique non cite

dans les documents.B.4. Daprs le document 5, le nickel se transforme dabord en ion nickel Ni2+.

B.4.1. Ecrire la demi-quation lectronique correspondante.B.4.2. Dans ce couple, le nickel mtal est-il loxydant ou le rducteur ? Justifier.

B.5. Les ions Ni2+ se transforment ensuite en oxyde de nickel. La demi-quationlectronique est Ni2++ O2+ 2e-NiO2. Dans ce couple, l'ion nickel est-il loxydant ou lerducteur ? Justifier.

B.6. A laide des deux demi-quations prcdentes, crire l'quation bilan de la raction

chimique transformant le nickel en oxyde de nickel.

B.7. NiO2 forme alors une couche protectrice sur la pice. Comment nomme-t-on ceprocd de protection dun mtal ?

Partie C. Les numismates ( 6 points)

Les collectionneurs de pices de monnaies, les numismates, ainsi que les archologueslaborent des catalogues photographiques de leurs trsors.

Document 6Taille relle de la pice : 2 cm de

diamtreFocale quivalente utilise : 20 mmEclairement de la pice : 200 lux

Taille numrique : 64,5 koLargeur numrique : 650 pixelsHauteur numrique : 630 pixelsRsolution : 96 ppp

Donnes :

Formule de conjugaison:

Formule du grandissement

Surface dun disque: S = .R Eclairement: E = /S


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C.1. Quel type dobjectif a t utilis pour cette photographie ? Justifier.

C.2. La photographie de la pice de monnaie a t prise en plaant lobjectif de lappareilphotographique une distance de 10 cm de cette pice.

C.2.1. Sur le schma donn en annexe page 7/7 rendre avec la copie, indiquer,en respectant lchelle donne, la position de la lentille, son centre optique et ses foyers.

C.2.2. Tracer, sur ce schma, deux rayons lumineux permettant de dterminer la

position de limage de lobjet AB.C.2.3. valuer, sur ce schma, la distance sparant la lentille de limage de lobjetAB.C.2.4. Retrouver, par le calcul, la valeur de cette distance.C.2.5. Calculer le grandissement .C.2.6. En dduire la valeur ''BA sur le capteur de lappareil photographique.

C.3. Avant dtre prise en photo, cette pice de monnaie a t expose un clairagespcifique. Utiliser le document 6et les donnes fournies pour rpondre aux questionssuivantes.

C.3.1. Vrifier que la surface S de cette pice de monnaie vaut 3,1 x 10-4m2.C.3.2. Calculer la valeur du flux lumineux reu par cette pice. Prciser lunit.

C.4. Calculer la dfinition de cette image.

C.5. Que signifie labrviation ppp dans le document 6 ?

Partie D. Les billets de banque ( 6.5 points)

Le billet de banque est apparu en Chine vers lan 1000. En Europe, la premireexprience de billets a eu lieu 600 ans plus tard, en Sude.

D.1. Quelques billets europens

D.1.1. Une imprimante fonctionne sur le principe de la synthse soustractive. Quelsbillets sont imprims avec des encres majoritairement de couleurs primaires ?

D.1.2. Avec quelle(s) encre(s) le billet de 20 euros est-il imprim ?D.1.3. Le billet de 10 euros est clair en lumire blanche. Expliquer pourquoi ilapparait rouge.D.1.4. On claire sous diffrentes lumires colores les billets du document 7.Complter le tableau en annexe page 7/7 rendre avec la copieen indiquant lescouleurs perues.

Document 7

couleur rouge couleur bleue couleur jaune couleur magenta


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D.2. Dtection des faux billets

Le trafic de faux billets est un flau qui met en pril lquilibre conomique. Pour luttercontre ce trafic et reprer le plus rapidement possible les faux billets, des techniquesdanalyse ont fait leur apparition notamment lanalyse sous infrarouge.

Donnes :

E = h x , = c x T , 1

=T , Clrit de la lumire c = 3,00.108m.s-1Constante de Planck h = 6,63.10-34J.s 1 nm = 10-9 m

D.2.1. Donner les valeurs des longueurs donde limites du domaine visible.

D.2.2. O se situe, en termes de longueur donde, le domaine des infrarouges parrapport ce domaine visible ?

D.2.3.La majorit des encres composant ce billet est-elle sensible la lumireinfrarouge ? Justifier.

D.2.4. Le rayonnement infra-rougeD.2.4.1. Prciser lunit de chacune des grandeurs et .

D.2.4.2. Calculer pour le rayonnement infrarouge utilis.

D.2.4.3. Quelle est lunit de lnergie ?

D.2.4.4. Calculer lnergie E associe ce rayonnement infrarouge.

D.2.5. Les encres composant ce billet sont sensibles la lumire visible. Lnergielumineuse quelles reoivent en lumire visible est-elle suprieure ou infrieure E ?Justifier sans calcul.

Document 8

D'aprs http://www.nouveaux-billets-euro.eu

Le rayonnement IR utilis estde longueur donde 1000 nm.Au recto, seuls le nombre decouleur meraude, la partiedroite du motif principal et labande argente sont visiblessous une camra infrarouge.

Au verso, seuls la valeurfaciale et le numro de srie

sont visibles.

Eclairage IR Eclairage lumire blanche


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ANNEXE A RENDRE AVEC LA COPIE

C.2.

(chelle verticale: 2 cm pour 1 cm)(chelle horizontale: 1 cm pour 1 cm)

A

B

D.1.4.

Billet Couleur enlumire blanche

Couleur enlumire bleue

Couleur enlumire verte

10 euros rouge

20 euros bleue200 euros jaune

500 euros magenta

Documents

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