Devoirs Corrigés Physique Chimie N°2 S2 Tronc commun
Modèle N°1
CHIMIE (Fluidifiant bronchique)
(7 points)
L’Acétylcystéine de formule chimique C₅H₁₀O₃NS est le principe actif de médicaments commercialisés sous les appellations Exomuc ou Fluimucil. Ces médicaments fluidifient les sécrétions bronchiques, dont l’évacuation est alors facilitée par la toux. Certains sachets d’Exomuc contiennent une masse m = 100 mg d’acétylcystéine. Une solution aqueuse S₀ de volume V₀ égal à 50 mL est préparée en dissolvant la totalité du contenu d’un sachet.

1) Quel est le solvant et le soluté utilisé ?
2) Comment s’appelle ce mode de préparation de solution ?
3) Calculer la masse molaire \( M(C_5H_{10}O_3NS) \) de l’acétylcystéine.
4) Calculer la concentration massique \( C_m \) en acétylcystéine de la solution S₀.
5) Calculer la quantité de matière \( n_0 \) d’acétylcystéine dans un sachet.
6) Calculer la concentration molaire \( C \) en acétylcystéine.
7) Pour être plus agréable au goût, on dilue la solution S₀. Le volume final de la solution S₁, obtenu après dilution est \( V_1 = 150 \, mL \).
7-1) Que signifie « diluer la solution S₀ » ?
7-2) Combien de fois a-t-on dilué la solution S₀ ?
7-3) Comment appelle-t-on les solutions S₀ et S₁ ?
7-4) Calculer la concentration molaire en acétylcystéine de la solution S₁.
Données :
Masses molaires atomiques (en \( g \cdot mol^{-1} \)) : \( M(S) = 32 \), \( M(O) = 16 \), \( M(N) = 14 \), \( M(C) = 12 \), \( M(H) = 1 \).
Volume \( V_0 = 50 \, mL \) ; masse \( m = 100 \, mg \) ; volume \( V_1 = 150 \, mL \).
EXERCICE N°1 : Circuit électrique (Loi des nœuds et des mailles)
(Physique – 6 points)
On considère le circuit électrique suivant :

1) Indiquer, sur le schéma ci-contre, le sens du courant traversant chaque dipôle dans le circuit.
2) Déterminer l’intensité \( I_1 \) du courant en indiquant la loi utilisée, sachant que \( I = 1,6 \, A \) et \( I_2 = 600 \, mA \).
3) Déterminer la quantité d’électricité \( Q \) qui traverse la section du fil CE pendant \( \Delta t = 20 \, min \).
4) Énoncer la loi d’additivité des tensions.
5) Représenter sur le schéma du circuit les tensions \( U_{AB}, U_{AC} \), sachant que \( U_{CD} = 5V \), \( U_{AC} = 4V \) et \( U_{DB} = 8V \). Calculer les valeurs des tensions \( U_{AB}, U_{EF} \) et \( U_{CE} \).
6) Représenter sur le schéma du circuit la tension \( U_{AD} \) et déterminer sa valeur.
EXERCICE N°2 : Mesures électriques (Oscilloscope & Voltmètre)
(Physique – 7 points)
On considère le circuit électrique suivant constitué d’un générateur G, une lampe L, un moteur M, une diode et deux interrupteurs \( K_1 \) et \( K_2 \).

1) Indiquer, sur le schéma, le sens du courant.
2) Représenter les tensions \( U_{AB}, U_{AD}, U_{DC} \) et \( U_{BC} \).
3) Pour mesurer la tension aux bornes du moteur, on utilise un oscilloscope. Le trait lumineux se déplace vers le bas de \( n = 2 \) divisions.
a) Préciser si l’oscilloscope mesure la tension \( U_{CB} \) ou \( U_{BC} \).
b) Déterminer la valeur de la tension mesurée par l’oscilloscope (sensibilité verticale : \( 2 \, V/div \)).
4) Pour mesurer la tension \( U_{DC} \), on utilise un voltmètre sur le calibre \( C = 10 \, V \), son cadran comporte 100 divisions, l’aiguille s’arrête devant la division \( n = 20 \).
a) Schématiser le voltmètre sur la figure et préciser ses bornes négative et positive.
b) Déterminer la tension \( U_{DC} \).
c) Sachant que la classe de l’appareil est \( x = 1 \), calculer l’incertitude absolue et l’incertitude relative.
d) Sachant que la tension aux bornes du générateur est \( U_{AB} = 12 \, V \), déterminer la tension \( U_{AD} \) en précisant la loi utilisée.
II – On ferme les deux interrupteurs \( K_1 \) et \( K_2 \).
La tension aux bornes du générateur est maintenue constante \( U_{AB} = 12 \, V \). Le voltmètre indique une tension \( U_{DC} = 5 \, V \).
1) Donner, en le justifiant, la valeur de la tension \( U_{AD} \).
2) Déterminer la tension \( U_{CB} \).
EXERCICE N°3 : Analyse d’un signal à l’oscilloscope
(Physique – 5 points)
Un technicien de maintenance relève sur un oscilloscope l’oscillogramme suivant :
On donne : \( S_H = 5 \, ms/div \)} (balayage horizontal) ; \( S_V = 2 \, V/div \)} (sensibilité verticale).

1) Calculer, en secondes, la période \( T \) du signal.
2) Calculer, en Hz, la fréquence \( f \).
3) Calculer, en volts, la tension maximale \( U_{max} \).
4) Calculer, en volts, la tension efficace \( U_{eff} \) (relation : \( U_{eff} = U_{max} / \sqrt{2} \)).
Données :
\( S_H = 5 \, ms/div \) ; \( S_V = 2 \, V/div \) ; \( \sqrt{2} \approx 1,414 \)
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Modèle N°2
CHIMIE – Ibuprofène
(7 points)
L’ibuprofène de formule chimique \(C_{13}H_{18}O_2\) est le principe actif de médicaments commercialisés sous les appellations Advil ou Nurofen. Ces médicaments sont utilisés pour leurs effets anti-inflammatoires et antipyrétiques. Certains comprimés d’Advil contiennent une masse \(m = 200\,\text{mg}\) d’ibuprofène. Une solution aqueuse \(S_0\) de volume \(V_0\) égal à \(200\,\text{mL}\) est préparée en dissolvant la totalité du contenu d’un comprimé.

1) Quel est le solvant et le soluté utilisé ?
2) Comment s’appelle ce mode de préparation de solution ?
3) Calculer la masse molaire \( M(C_{13}H_{18}O_2) \) de l’ibuprofène.
4) Calculer la concentration massique \( C_m \) en ibuprofène de la solution \(S_0\).
5) Calculer la quantité de matière \( n_0 \) d’ibuprofène dans un comprimé.
6) Calculer la concentration molaire \( C_0 \) en ibuprofène de la solution \(S_0\).
7) Pour réduire l’irritation gastrique, on dilue la solution \(S_0\). Le volume final de la solution \(S_1\), obtenu après dilution, est \(V_1 = 250\,\text{mL}\).
a) Que signifie diluer la solution \(S_0\) ?
b) Combien de fois a-t-on dilué la solution \(S_0\) ?
c) Comment appelle-t-on les solutions \(S_0\) et \(S_1\) ?
d) Calculer la concentration molaire en ibuprofène de la solution \(S_1\).
Données :
Masses molaires atomiques (en \( g \cdot mol^{-1} \)) : \( M(C) = 12 \), \( M(H) = 1 \), \( M(O) = 16 \).
Volume \( V_0 = 100 \, mL \) ; masse \( m = 200 \, mg \) ; volume \( V_1 = 250 \, mL \).
EXERCICE N°1 : Circuit électrique (Loi des nœuds)
(Physique)
On considère le circuit de la figure ci-contre. Si on ferme l’interrupteur \(K\), les deux lampes \((L_1)\) et \((L_2)\) s’allument et des bulles de gaz apparaissent dans l’électrolyseur.

1) Donner le nom des porteurs de charges assurant le courant électrique dans un conducteur métallique puis dans l’électrolyseur.
2) L’ampèremètre indique une intensité de courant \(I = 300\,\text{mA}\) pour une lecture faite sur le calibre \(300\,\text{mA}\) et une échelle de 30 divisions.
a) Déterminer la graduation devant laquelle s’arrête l’aiguille de cet ampèremètre.
b) Sachant que la classe de l’appareil est \(x = 1,5\). Calculer l’incertitude absolue ainsi que l’incertitude relative.
3) L’ampèremètre \(A_2\) indique une intensité \(I_2 = 120\,\text{mA}\). Calculer l’intensité indiquée par l’ampèremètre \(A_3\) en indiquant la loi utilisée.
4) Le courant traverse une section \((S)\) d’un conducteur métallique pendant \(\Delta t = 5\,\text{s}\).
a) Calculer la quantité d’électricité \(Q\) qui traverse \((S)\).
b) En déduire le nombre des électrons correspondants (charge élémentaire \(e = 1,6\times10^{-19}\,\text{C}\)).
EXERCICE N°2 : Lois des nœuds et tensions
(Physique)
On considère le circuit électrique suivant :

1) a) Indiquer le sens du courant électrique dans chaque branche du circuit.
b) Ajouter sur le schéma du circuit, l’ampèremètre pour mesurer l’intensité \(I\) du courant principal.
c) Sachant que l’ampèremètre \(A_1\) indique la valeur \(I_1 = 150\,\text{mA}\) et que \(I_2 = 100\,\text{mA}\). Déterminer les intensités de courant \(I\) (les deux lampes sont identiques) et \(I_3\).
2) On donne \(U_{PN} = 12\,\text{V}\) et \(U_{DE} = 4\,\text{V}\).
a) Représenter, par des flèches les tensions \(U_{PN},\; U_{AB},\; U_{EB},\; U_{CE},\; U_{DE}\).
b) Ajouter sur le schéma du circuit, le voltmètre qui permet de mesurer la tension \(U_{PN}\).
c) Comparer les tensions \(U_{PN}\) et \(U_{AB}\). Justifier.
d) En appliquant la loi des mailles, déterminer \(U_{CE}\) et \(U_{EB}\).
EXERCICE N°3 : Visualisation à l’oscilloscope
(Physique)
Pour visualiser une tension variable sur l’oscilloscope, on branche la borne rouge du GBF (générateur basse fréquence) avec son entrée Y₁, et la borne noire du GBF avec sa masse. L’oscillogramme obtenu est représenté ci-dessous.

1) Quelle est la sensibilité horizontale \(S_H\) utilisée ?
2) Quelle est la sensibilité verticale \(S_V\) utilisée ?
3) Calculer, en secondes, la période \(T\) du signal.
4) Calculer, en Hz, la fréquence \(f\).
5) Calculer, en volts, la tension maximale \(U_{\text{max}}\).
6) Calculer, en volts, la tension efficace \(U_{\text{eff}}\).
Rappel :
\(U_{\text{eff}} = \dfrac{U_{\text{max}}}{\sqrt{2}}\) avec \(\sqrt{2} \approx 1,414\)
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Devoirs Corrigés Physique Chimie N°2 S2 Tronc commun
