13 août 2010

Chimie organique

St Michel 2010. correction fixe

Chimie organique.
A- On obtient une imine avec une cétone et une amine primaire.

B- On obtient une imine par une réaction de condensation.

C- La réaction qui conduit à une imine n'est pas totale, car une imine est hydrolysable.

D
- En présence de 2,4-DNPH, les composés carbonylés donne un précipité de 2,4-dinitrophénolhydrazone.
 

Soient les trois équations de réaction :
(1) : 2 CH3-COOH = A + H2O
(2) : A + propan-1-ol = B +
CH3-COOH
(3) : B + HO- = C+D.
A- B est l'anhydride éthanoïque.

B- B est le propanoate d'éthyle.
 
C- C est l'ion propanoate.
 
D- D est l'éthanol. 


Berck 2010


Alcools saturés non cycliques de formule brute C5H12O.
Parmi les affirmations suivantes, combien y en a t-il d'exactes ?
- Il existe 8 alcools isomères correspondants à cette formule brute. 
- le 2-méthylbutan-1-ol est l'un de ces isomères.
- Il y a 5 isomères qui sont des alcools secondaires. 
- l'alcool tertiaire a pour nom 2,2-diméthylpropan-1-ol.
- 7 isomères peuvent subir une oxydation ménagée. 

Assas 2010

Comment ôter une tache de beurre ?
L'acide butanoïque ou acide butyrique, noté A est un acide carboxylique de formule semi-développée CH3-CH2-CH2-COOH.
Questions : 
-Nommer et mettre en évidence le groupe caractéristique. 

L'action de l'acide butanoïque sur un réactif B conduit à la formation de C et D. 

C a pour formule semi-développée CH3-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-CH3.
Questions : 
-Nommer le produit C. A quelle famille appartient-il ? 
-Ecrire la formule semi-développée de B et donner son nom.
-
Quelle est la nature du produit D ?

La butyrine ou tributyrate de glycéryle est un corps gras présent dans le beurre. 

Cette molécule résulte de l'action de l'acide butyrique sur le glycérol de formule HOCH2-CH(OH) -CH2OH.
Questions : 
-Ecrire l'équation modélisant la réaction de synthèse de la butyrine.


On mélangeune masse m1 = 26,4 g d'acide butyrique et une quantité de matière n2 =0,100 mol de glycérol.
Questions : 
Le mélange est-il stoechiométrique ?


Après addition de quelques grains de pierre ponce, on chauffe à reflux ce mélange réactionnel.
On obtient une masse m = 19,0 g de butyrine.
Questions : 
Calculer le rendement de cette synthèse.






Assas 2009
correction fixeLes analyses physico-chimiques d'un hydrocarbure A donnent :
composition centésimale massique en carbone : 85,7 %
densité de la vapeur de A par rapport à l'air d = 2,41
question :  
-Formule brute et famille de A?
-Donner les formules topologiques et les noms de tous les composés ayant la même formule brute que A.


question : 
Sachant que l'hydrocarbure A présente l'isomérie Z E, identifier cet hydrocarbure.

L'hydratation de A à haute température conduit à la formation de deux produits organiques B et C.
question : 
Donner la formule topologique et le nom de ces deux produits.

Chacun des produits B et C est traité par une solution d'ion permanganate, puis chauffé à 80°C quelques minutes.
Les solutions, initialement rose foncé, se décolorent.  
question : 
Quel(s) est (sont) le(s) nom(s) du (des) produit(s) organique(s) formé(s) lors de la réaction avec les ions permanganate ?

 Après réaction, des tests sont réalisés sur les solutions résultantes B' et C' avec une solution de 2,4-DNPH d'une part et une solution de réactif de Tollens d'autre part.  
question : 
Qu'observe t-on dans chaque cas ? Justifier.





4 août 2010

Electricité générateur récepteurs resistances energie puissance 1ère S au concours

NANCY 2000
Correction des exos suivants : 

Deux piles Leclanché équivalentes alimentent respectivement les circuits A et B suivants:
Vrai ou faux?
1.la pile du circuit (A) a une durée de vie plus longue

2.les piles ont une durée de vie identique
3.la pile du circuit (B) a une durée de vie plus longue

Une automobile laisse fonctionner 2 phares (puissance 45 W chacun) et 4 feux de position (puissance individuelle 15 W). 
Le moteur est arrêté. 
La batterie de résistance interne négligeable a une capacité de 40 Ah et une fem de 12 V
Vrai ou faux?
1.Les 6 ampoules sont montées en série
2.Les 2 phares sont en série et les 4 feux de positions de même. Ces 2 associations sont branchées en dérivation l'une par rapport à l'autre.
3.Les 6 ampoules sont montées en parallèle.

Quelques unités :

Vrai ou faux?
1.    L'unité de puissance est le joule
2.    2 MV signifie 2 millivolts
3.    dans l'expression C=10 µF , F désigne le faraday
4.    une charge électrique se mesure en coulomb

G générateur 12V et 2 ohms
G' générateur 50V et 5 ohms
R=10 ohms conducteur ohmique
E électrolyseur 2V; 3 ohms


Vrai ou faux?
Le courant I vaut (A) :

°3,1
°3
°1,8
°2

Paris 2000
correction des exos suivants

Un générateur de tension continue a une f e m de 30 V et une résistance interne r= 6 ohms.
Il fournit une puissance de 31,5 W à un circuit extérieur résistif.
Vrai ou faux?L'intensité dans le circuit est :

°   2 A
°   3 A
°   3,5 A
°   1,5 A
°   1 A


EFOM 2001
correction fixe
Une génératrice G de f.é.m. E = 62 V et de résistance interne r = 2 ohm,alimente un moteur électrique M, de f.c.é.m. E' = 48 V et de résistance interne r' = 20 ohm.
La ligne est composée de deux fils de cuivre PA et NB.
Chacun de ces fils possède une résistance R = 5 ohm.

question : Déterminer l'intensité I du courant débité par la génératrice.  

question : Déterminer les tensions U et U' aux bornes du générateur et du moteur. 
En déduire la chute de tension le long de cette ligne: U - U'.
 
Le courant passe pendant un intervalle de temps Δt = 100 s.
question : Déterminer :
- l'énergie électrique Wél fournie par la génératrice au reste du circuit


- l'énergie électrique W'él reçue par le moteur de la part du reste du circuit 


- la chaleur dégagée par la ligne, qui est en régime permanent :


- le rendement h de la ligne. Le rendement dépend-il de la durée du passage du courant ?
Données : 4,8/6,2 = 0,774 ; 5/6 = 0,833


La génératrice est actionnée par une turbine, le moteur fait tourner l'arbre d'une machine-outil.
question : Déterminer le travail fourni par la turbine à la génératrice, pendant 100 s.

question : Déterminer le travail fourni par le moteur à la machine-outil, pendant 100 s.


Les appareils sont en régime permanent, l'effet Joule représente pratiquement la seule source de chaleur.
question : Définir et déterminer le rendement de l'installation: génératrice, ligne, moteur.


Berck 2001

Le moteur d'une grue soulève une charge de 30 000 N à la vitesse de 15 m/min.
La tension d'alimentation continue du moteur est U=230V et l'intensité du courant vaut i=45 A.
Le rapport de la puissance mécanique fournie à la puissance électrique utile du moteur (rendement mécanique) est de 75%.
question :Quelle est la résistance r du moteur (en ohm) ?
(remarque : l'énergie mécanique est le produit scalaire F (vecteur).distance (vecteur) et la puissance mécanique est énergie/temps.)

°  0,96
°  0,42
°  0,17
°  0,64
°  0,23
°  0,85
élément de réponse : 



correction des exos suivants :
Ascq 2002
Parmi les propositions suivantes concernant certains dipôles électriques lesquelles sont vraies ?

1)Quand on branche un voltmètre aux bornes d'une pile à vide on mesure la force électromotrice de la pile
2)Un conducteur ohmique transforme l'intégralité de l'énergie électrique qu'il reçoit en énergie calorifique.
3)La caractéristique u = f(i) d'un résistor est une fonction linéaire croissante.


Le générateur (E= 5,5 V et r = 2,25 ohms) est  branché aux bornes d'un conducteur ohmique de résistance R= 12 ohms. On se propose de déterminer l'énergie calorifique dégagée dans le conducteur ohmique pendant une durée de 15 min.
l'énergie dégagée dans le conducteur ohmique a pour valeur ( en kJ)

aide :
i (A) = E / ( R+r)
U= R i
énergie (J) = U i t
le temps est en seconde

réponses possibles :
9,22
0,15
2,81
1,61
8,52
4,61
14,12
6,21


Un générateur de force électromotrice E et de résistance interne r alimente successivement deux circuits différents et fournit :
- dans le circuit n°1 : une puissance P1=1,84 W quand la tension entre ses bornes vaut U1=4,6 V
- dans le circuit n°2 : une puissance P2 =2,96 W quand la tension entre ses bornes vaut U2=3,7 V
Question : La force électromotrice E du générateur a pour valeur ( en volt) :

aide :
puissance (watt) = tension (volt) fois intensité (ampère)
I 1 = 1,84 / 4,6 = 0,4 A
I 2 = 2,96 / 3,7 = 0,8 A
puis U= E-r I, tension aux bornes de la pile
4,6 = E-0,4 rI
3,7 = E -0,8 r

réponses possibles :
10,2
7,8
6
4,9
6,9
9,5
5,5
8,9


 Un générateur de force électromotrice E et de résistance interne r alimente successivement deux circuits différents et fournit :
- dans le circuit n°1 : une puissance P1=1,84 W quand la tension entre ses bornes vaut U1=4,6 V
- dans le circuit n°2 : une puissance P2 =2,96 W quand la tension entre ses bornes vaut U2=3,7 V
La résistance interne du générateur a pour valeur ( en ohm) :

aide :
puissance (watt) = tension (volt) fois intensité (ampère)
I 1 = 1,84 / 4,6 = 0,4 A
I 2 = 2,96 / 3,7 = 0,8 A
puis U= E-r I, tension aux bornes de la pile
4,6 = E-0,4 rI
3,7 = E -0,8 r

Réponses possibles :
1,25
3,25
4,2
2,8
4,9
4,8
3,75
2,25


 Nantes 2003


R1 = 60 W ; R2 = 40 W ; R3 = 30 W ; E=9 V ; r=6 W.

Calculer les intensités I, I1, I2.
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)


Nantes 2004

E= 12 V ; R1 est la résistance d'un photorésistor ( conducteur dont la résistance varie avec l'éclairement) ; R2= 20 kW ; R3= 18 kW ; R4= 24 kW ;
Questions : 
  1. Exprimer la tension UAN en fonction de E, R1 et R2.
  2. Exprimer la tension UBN en fonction de E, R3 et R4.
  3. Exprimer la tension UAB en fonction de E, R1, R2, R3 et R4.
    - Etablir la condition sur R1, R2, R3 et R4 pour que UAB=0
    - Calculer R1 si UAB=0.
  4. Un voltmètre indique UAB= 100 mV. Calculer R1
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)


 Rennes 2005 : association de resistors


Pour chaque réponse donner l'expression littérale, puis la valeur de la grandeur recherchée.
  1. On prend R= 10 W , R1=2R et R2 = 3 R.
    - Quelle est la résistance équivalente au circuit ?
    - Déterminer l'intensité du courant i.
    - Déterminer les tensions UAB et UDC.
  2. Dans cette partie R= R1=R2.
    - Quelle doit être la valeur de R pour que l'intensité du courant soit i= 0,40 A ?
    - Quelle est alors l'énergie dissipée par effet joule par R en 1 min ?
    - Quelle est l'énergie fournie au circuit par le générateur pendant ce même laps de temps ?
    - On ouvre l'interrupteur K, déterminer les tensions UAB et UDC.
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)



 CEERRF 2006

 On dispose du matériel suivant : une pile "9 V", cinq conducteurs ohmiques de résistances R= 20 W, deux multimètres, des fils, un jouet ( petite grue doté d'un moteur électrique), une notice du moteur de la grue sur laquelle on peut lire " puissance électrique maximale tolérée = Pmax = 3 W". Tension aux bornes du moteur électrique U= E'+ r' I avec E' : force électromotrice du motuer et r': résistance électrique du moteur
Etude de la pile : on réalise un montage qui permet de tracer la caractèristique intensité-tension de la pile, c'est à dire la courbe représentant l'évolution de la tension UPN aux bornes de la pile en fonction de l'intensité I qu'elle débite.
  1. Déterminer les valeurs de la fem E et de la résistance interne r de la pile.
  2. On relie brievement les deux bornes de la pile par un fil de jonction ( de résistance nulle). Quelle est la valeur de la tension aux bornes de la pile ? Quelle est la valeur de l'intensité délivrée par la pile ?
  3. On défait le montage précédent et on monte en série la pile et deux conducteurs ohmiques de résistance R. Quelle est l'intensité du courant à travers ce circuit ?
Etude du moteur de la grue : on décide de faire fonctionner le moteur grâce à la pile de 9 V.
  1. Dans un premier temps, on envisage de relier directement la pile aux bornes du moteur. L'intensité du courant dans ce circuit est alors I= 0,75 A. Le moteur est-il endommagé ? Justifier.
  2. Dans un deuxième temps, on envisage de de monter en série, la pile, un résistor de résistance R'= 5 W et le moteur. Comment peut-on réaliser un dipôle ohmique de résistance R' = 5 W ?
    - Faire le schéma du circuit électrique réalisé.
Utilisation de la grue : une charge de masse m= 1 kg est posée au sol, à côté de la grue ; le fil indéformable est tendu.
On fait tourner le moteur électrique pendant t= 5,0 s, ce qui a pour effet d'enrouler le fil sur l'arbre du moteur et ainsi de lever la charge d'une hauteur totale h= 75 cm. On considère que le mouvement de la charge est rectiligne et uniforme pendant la montée. L'intensité du courant dans le circuit vaut I= 0,5 A. g = 10 m/s².
  1. Quelle est la tension aux bornes de la pile durant la montée de la charge ?
    - Calculer l'énergie électrique fournie par la pile en 5 s.
    - Calculer l'énergie totale engendrée par la pile en 5 s, c'est à dire la diminution d'énergie chimique contenue dans la pile.
  2. On admet que les deux seules forces qui s'exercent sur la charge sont son poids et la force exercée par le fil ; On suppose que le travail mécanique fourni par le moteur est égal au travail de la force exercée par le fil sur la charge.
    - Etablir l'expression de la puissance mécanique Pm que développe le moteur durant la montée en fonction de h et de m.
    - Quelle est l'expression de la fcem E' du moteur en fonction de Pm ?
    On donne 9/24 = 0,375 ; 9/44 = 0,2045.
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)


Berck 2007

UAD=7,5 V
Calculer UBC (V). 
Réponses possibles : 
1,0 ; 
2,5 ; 
3,5 ; 
4,5 ; 
7,5; 
aucune réponse exacte
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)

St Michel 2007
Un générateur de courant continu de fem E=6,0 V et de résistance interne r=2,0 ohms est connecté à un circuit extérieur de telle sorte qu'il fournisse la puissance maximale dont il est capable. 
question : Le rendement du générateur est égal ( en %) à :  
40 ; 
50 ; 
60 ; 
70 ; 
90.
question : Dans les conditions précédentes, le générateur dissipe par effet joule une puissance (W) égale à :
3 ; 
3,5 ;
4 ; 
4,5 ;
5.
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)

CEERRF 2008
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)
On considère deux conducteurs ohmiques identiques ( résistance R), et un générateur de tension ( E=30 V, r1= 10 Ω).
Pour mesurer la tension à vide ( f.e.m) de ce générateur on branche un voltmètre à ses bornes.
question
Expliquer à l'aide d'un calcul, pourquoi on mesure bien la tension à vide ( f.e.m ), la résistance du voltmètre notée RV étant très grande.
On associe les deux conducteurs ohmiques en parallèle et on les relie au générateur.
Un ampèremètre branché dans le circuit mesure une intensité I=500 mA.
question : Exprimer I en fonction des données.
question :En déduire l'expression littérale et la valeur de R.

Assas 2008 : 
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)Il est demandé l'expression des valeurs littérales avant tout calcul numérique. Les notations du texte doivent être respectées.
Le circuit élctrique d'une petite grue en jouet est constitué d'un circuit série comprenant :
une pile électrique dont la caractéristique UP(I) est donnée ci-dessous,
un résistor de résistance variable R
et un moteur de f.c.e.m E' = 3,0 V et de rendement rM=0,6.
L'énegie mécanique délivrée par le moteur sert à faire monter et descendre verticalement une petite masse
m =30 g d'une hauteur h = 1,0 m à la vitesse constante v = 0,50 m/s.
On constate que la pile est épuisée lorsque la masse a effectué 50 montées et descentes. g= 10 m/s2.
Question : Calculer la puissance mécanique PM délivrée par le moteur, la puissance électrique P elM qu'il consomme et l'intensité I du courant qui le traverse.

Question : Déterminer la f.e.m E et la résistance interne r de la pile, la puissance chimique Pch mise en jeu, la puissance PelP qu'elle fournit au circuit.


Question : Calculer l'énergie chimique totale délivrée par la pile ainsi que l'énergie dissipée dans le résistor de résistance R.

Q.C.M. 2007
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)


Question : Quelle la puissance mécanique utile ?


Puissance et énergie.
L' énergie mise en oeuvre W= 3 106 J pendant une durée Δt = 8 heures.
Question :Quelle est la puissance moyenne correspondante ?

Energie est en Joule.
Question :Quelles sont les autres unités de l'énergie ?

Moteur
Texte:

moteur bloqué I = 5A
fonctionnement normal I=2,5 A

Question : Quelle est la résistance interne du moteur?
Question : Quelle est  la fcem E' du moteur ?
Question : Quelle est la puissance Pelect des forces électromagnétiques?

Moteur

E = 12 V ; r = 2 W ; E' = 9 V ; r' = 3  Ω.
Question : Quelle est  l'intensité I?
Question :Quelle est la tension U aux bornes du moteur?
Question :Quelles sont les puissances mises en jeu?.
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)


Ceerrf 2009
correction fixe ( à la suite d'un autre exo)

On considère un générateur caractérisé par sa tension à vide E1 et sa résistance interne r1.
En circuit fermé il débite un courant d'intensité I.

Question : Rappeler la loi d'Ohm pour ce générateur et faire un schéma équivalent d'un tel générateur.

Question :
Rappeler les expressions de la puissance totale PG échangée par ce générateur, de la puissance Pe échangée avec le circuit extérieur, de la puissance PJ dissipée par effet Joule dans le générateur.

Question :
En déduire l'expression deWJ , WG ,We , E1, r1, rendement h. et les calculer :

On associe ce générateur en parallèle avec un autre générateur de tension à vide E2 = E1 et de résistance interne r2 inconnue, de telle sorte que les bornes positives coïncident.
 Question :
Schématiser l'association.

 (Partie de Réponse :
On note I1 l'intensité débitée par le premier générateur et I2 l'intensité débitée par le second.

 fin de réponse)

On considère que cette association est équivalente à un seul générateur de caractéristique Eéq et réq, de tension UPN et débitant un courant d'intensité I.
Question :
Etablir les expressions littérales de I1, I2 en fonction de r1, r2 et I.
En déduire l'expression de Eéq puis celle de réq.
Question :
Donner l'expression des puissances électriques P1, P2 et Péq disponibles aux bornes de chaque générateur puis aux bornes du générateur équivalent.
Question :
Calculer r2 si réq = 5,0 ohms.


EFOM 2009
correction
Moteur électrique.
Un moteur électrique ( fcem E' = 1,25 V, r' = 1 ohm) est associé en série avec un générateur ( fem E = 4,5 V, r = 1,5 ohms) et un conducteur ohmique R = 4 ohms.
Intensité du courant dans le circuit?

A °0,5 A
B °1 A
C °0,05 A
D ° 0,1 A
E °1,2 A
F °autres


Calculer pour 3 min de fonctionnement, l'énergie totale fournie par la pile.

A °125 J
B °250 J
C °12,5 J
D °405 J
E °35 J
F °autre

Calculer pour 3 min de fonctionnement, l'énergie consommée dans le conducteur ohmique.

A °125 J
B °250 J
C °215 J
D °405 J
E °35 J
F °autre

Calculer pour 3 min de fonctionnement, l'énergie utile produite par le moteur.

A °125 J
B °250 J
C °12,5 J
D °405 J
E °112,5 J
F °autre


Berck 2009
Moteur électrique.
Un moteur est branché à une pile de fem E = 6,0 V et de résistance interne r = 1,2 ohms.
Le générateur fourni une puissance électrique de 2,8 W au moteur qui en convertit 80 % en énergie mécanique.
Déterminer la résistance électrique ( ohms) du moteur : 

Réponses possibles
2,1
4,2
6,7
8,2
9,8
autre


 CERRFF 2010
Dipole électrique linéaire.
La caractéristique intensité tensiond'un dipole électrique linéaire passe par les deux points de fonctionnement A ( 300 mA ; 14 V) et B ( 1,5 A ; 2,0 V).
On peut affirmer que :
A- ce dipole est à classer dans la catégorie des récepteurs.
 

B- La loi de fonctionnement de ce dipole est de la forme I = a U + b avec a< 0 et b >0.
C- Lorsqu'il fonctionne au maximum de sa puissance ce dipole délivre une intensité de 850  mA. 

D- Si U = 10 V alors I = 1,0 A.

E- Ce dipole dissipe par effet joule, une puissance du type rI2t.



EFOM 2010
Associations de conducteurs ohmiques.
UAD = 15 V ; R = 16 ohms.
A- La tension UBC vaut environ 5,0 V.
 
B La résistance équivalente du circuit vaut environ 30 ohms. 
C- Les tensions UBC et UCD sont identiques.
D- L'intensité vaut environ 0,50A.
F- Aucune de ces propositions n'est exacte.

Berck 2010
Associations de résistors.

Déterminer UBM en volt. 
2,0 ;
4,0 ;
6,0 ;
8,0 ;
16,0 ;
aucune réponse exacte