Examen National Physique-Chimie — 2BAC SM — Session de Rattrapage 2024

Une solution d'acide éthanoïque de concentration $C_A = 10^{-2}$ mol/L a un pH de 3,4. Que valent le taux d'avancement final et la nature de la réaction avec l'eau ?

Pour une solution d'acide faible peu dissocié de concentration $C_A$, quelle relation lie $pK_A$, $pH$ et $C_A$, et que vaut $pK_A$ ici ($pH = 3,4$ et $C_A = 10^{-2}$ mol/L) ?

On dose 20 mL de cette solution par de la soude à $C_B = 2 \times 10^{-2}$ mol/L ; l'équivalence est atteinte pour $V_{BE} = 10$ mL. Que vaut $C_A$ ?

Avant le dosage, on a ajouté un volume d'eau $V_e$ aux 20 mL d'acide ; la courbe donne $pH_0 = 3,6$ au début du dosage, avec $pK_A = 4,8$. Quel volume d'eau a été ajouté ?

Quel indicateur coloré convient au dosage de l'acide éthanoïque par la soude : rouge de crésol (zone 7,4 – 9) ou thymolphtaléine (zone 9,4 – 10,6) ?

Le peroxyde d'hydrogène se dismute selon $2\,H_2O_{2(aq)} \rightarrow O_{2(g)} + 2\,H_2O_{(\ell)}$. Avec $n_0 = 1,2 \times 10^{-3}$ mol de $H_2O_2$, que vaut l'avancement maximal ?

Le suivi se fait par mesure de la pression de dioxygène. Le temps de demi-réaction correspond à $x = 3 \times 10^{-4}$ mol, avec $V - V_0 = 2,4 \times 10^{-4}$ m³, $R = 8,31$ SI et $T = 293$ K. Quelle pression faut-il repérer sur la courbe ?

Sur une cuve à ondes, l'image est agrandie d'un facteur 2. Deux points $A$ et $B$ distants de $D = 40$ mm sur l'écran occupent la première et la troisième crête. Que valent la longueur d'onde réelle et la célérité, pour $N_1 = 20$ Hz ?

À $N_2 = 30$ Hz, la célérité mesurée dans la même cuve vaut $V_2 = 0,24$ m/s, alors qu'elle valait $V_1 = 0,20$ m/s à $N_1 = 20$ Hz. Qu'en conclut-on ?

Le plutonium 238 se désintègre selon $^{238}_{94}Pu \rightarrow ^{234}_{92}U + X$. Les masses valent 237,99799 u, 233,99048 u et 4,00153 u. Quelle est la nature de $X$ et l'énergie libérée ?

Un générateur au plutonium 238 ($t_{1/2} = 87,8$ ans) a une activité initiale $a_0 = 8,23 \times 10^{10}$ Bq et cesse de fonctionner en dessous de $a_c = 5,76 \times 10^{10}$ Bq. Quelle est sa durée de fonctionnement ?

Un condensateur initialement chargé sous $U_0$ est alimenté par un générateur de courant constant $I = 2\ \mu$A. La courbe $u_C(t)$ est une droite d'ordonnée à l'origine 4 V et de pente 0,5 V/s. Que valent $U_0$ et $C$ ?

Dans un circuit RL, la tension aux bornes de la bobine vaut 6 V à $t = 0$ et 1,5 V en régime permanent, avec $R = 30\ \Omega$ ; la tangente à l'origine atteint l'asymptote à 0,25 ms. Que valent $r$ et $L$ ?

La courbe $Z = f(N)$ du circuit RLC série passe par un minimum de $40\ \Omega$ à $N_0 = 800$ Hz, et la bande passante lue vaut $\Delta N \simeq 620$ Hz. Que vaut le facteur de qualité ?

Une balle de masse volumique $\rho_B = 680$ kg/m³ est lâchée sans vitesse au fond d'un récipient d'huile de masse volumique $\rho_H = 900$ kg/m³. Que fait-elle ?

La droite $\dfrac{dv}{dt} = f(v)$ coupe l'axe des abscisses à $V_\infty = 4,88$ m/s, avec $\rho_B = 680$ kg/m³, $R = 2,5$ cm et $g\left(\dfrac{\rho_H}{\rho_B} - 1\right) = 3,17$ m/s². Que vaut la viscosité $\eta$ de l'huile ?

La balle sort de l'huile avec une vitesse $v_s = 2,8$ m/s et poursuit sa montée dans l'air, où seul son poids agit ($g = 9,8$ m/s²). Quelle hauteur maximale atteint-elle au-dessus de la surface ?

Un pendule pesant de masse $m = 400$ g oscille avec $L = 0,50$ m (distance axe–centre d'inertie) et une période propre $T_0 = 0,4$ s. Que vaut son moment d'inertie ($g = 9,8$ m/s², $\pi^2 \approx 10$) ?

Le même pendule oscille avec une amplitude $\theta_m = 0,15$ rad. Quelle est son énergie cinétique au passage par la position d'équilibre ($m = 400$ g, $L = 0,50$ m, $g = 9,8$ m/s²) ?

Au passage par l'équilibre, la vitesse angulaire du pendule est maximale et vaut $\theta_m \dfrac{2\pi}{T_0}$, avec $\theta_m = 0,15$ rad et $T_0 = 0,4$ s. Que vaut l'accélération du centre d'inertie ($L = 0,50$ m) ?