Devoir n°2 - Physique chimie - 1er S2

Classe: 
Première
 

Exercice 1

La combustion de $1.15\,g$ d'un composé $A$, de formule $C_{x}H_{y}O_{z}$ fournit $2.2\,g$ de dioxyde de carbone et $1.35\,g$ d'eau selon l'équation-bilan suivante :
$$C_{x}H_{y}O_{z}\ +\ aO_{2}\ \Rightarrow\ xCO_{2}\ +\ y/2H_{2}O$$
 
1.1. Exprimer le coefficient $a$ en fonction de $x$, $y$ et $z.$
 
1.2. Déterminer la composition centésimale massique de $A.$
 
1.3. Le volume molaire de $A$ liquide est de $V_{m}=62.2\,mL/mol$ et sa densité par rapport à l'eau est $d=0.74.$
 
1.4. Calculer la masse molaire de $A.$ On rappelle : et que $\rho_{A}=d\rho_{eau}$ et que $M_{A}=\rho_{A}V_{m}$
 
1.5. Déterminer la formule brute de $A$ sachant que la masse molaire est égale à $46\,g\cdot mol^{-1}.$
 
1.6. Écrire sa formule semi-développée sachant que la molécule contient un groupe hydroxyle $(O-H).$
 
On donne : $C\ :\ 12g/mol$ ; $H\ :\ 1g/mol$ ; $O\ :\ 16g/mol$ ; $\rho_{eau}=1g/mL.$

Exercice 2 Détermination d'un alcane                                                                                                                                                                                                                         

Un alcane, présent dans le carburant $GPL$, a pour masse molaire $M=86\,g\cdot mol^{-1}.$
 
2.1. Écrire la formule générale d'un alcane à $n$ atomes de carbone.
 
2.2. Donner l'expression de la masse molaire de l'alcane en fonction de $n.$
 
2.3. Déterminer sa formule brute.
 
2.4. Donner les formules développées possibles de l'alcane et les nommer 

Exercice 3

3.1. Une locomotive et son convoi constitue un seul système de masse $M=600$ tonnes. La puissance de la force de traction, constante, a pour valeur $P=24\cdot10^{5}W$ lorsque le train roule à la vitesse constante $V=144km/h$ sur une voie rectiligne et horizontale.
 
 
3.1.1. Représenter la force motrice $\overrightarrow{F}$, le poids $\overrightarrow{P}$ de la locomotive, la réaction $\overrightarrow{R}$ des rails et la force de frottement  
 
3.1.2. Calculer la force motrice $\overrightarrow{F}$,
 
3.1.3. Calculer la force de frottement $\overrightarrow{f}$ qui s'oppose à l'avancement du système.
 
3.1.4. Quels sont : le travail de la force motrice, le travail du poids, le travail de la réaction et celui de la force de frottement pour un déplacement de $1km$ ?
 
3.2. Le système {locomotive-convoi} roulant toujours à vitesse constante gravit une voie dont la pente est de $3\%.$ 
 
La puissance développée par la nouvelle force motrice est toujours de $24\cdot10^{5}W$ et la résultante des forces de frottement est $f=6\cdot10^{4}N.$
 
 
3.2.1. Représenter toutes les forces appliquées au système {locomotive-convoi}
 
3.2.2. Déterminer l'intensité de la nouvelle force motrice $\overrightarrow{F}.$
 
3.2.3. Quels sont : le travail de la nouvelle force motrice, le travail du poids et celui de la force de frottement pour un déplacement de $1km$ ?
 
3.3. Calculer la somme des travaux de toutes les forces appliquées au système et conclure.
 
Donnée : $g=10N/Kg$

Exercice 4

On considère le dispositif de la figure ci-dessous :
 
Le système $S$ a un poids $P=1000N$ et descend à vitesse constante sans que les câbles ne glissent sur les gorges des poulies $A$ et $B$ solidaires(soudées). Les forces de frottement sur le plan incliné sont représentées par une force unique d'intensité $f=\dfrac{P'}{5}\ ;\ P'=500N$ étant le poids du système $'.$
 
4.1. Déterminer et représenter la force exercée par le câble sur la poulie $B.$
 
4.2. Calculer le moment du couple de frottement exercé par l'axe de rotation sur l'ensemble formé par les deux poulies.
 
4.3. Calculer le travail du poids $\overrightarrow{P}$ sur une durée de $15s$ sachant que la vitesse $V=1.3m/s$
 
4.4. Calculer le travail du poids $\overrightarrow{P'}$ sur la même durée.
 
5. Calculer la puissance développée par le couple de frottement ainsi que celle développée par les forces de frottement sur le plan incliné.
 

N.B : 

la bonne présentation de la copie et la rigueur dans la démarche seront prises en compte dans la note des copies
$$\text{Durée : 3 heures}$$
 

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