corrige BAC STI2D Physique Chimie 2013 .pdf



Nom original: corrige_BAC-STI2D_Physique-Chimie_2013.pdf
Auteur: Fabrice

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Correction : Baccalauréat technologique
Session 2013 : PHYSIQUE - CHIMIE
Série : STI2D
Correction réalisée par Fabrice GENOUEL (fab.genouel@free.fr)

Partie A - Les questions de Maurice
A.1.1. Un braquet 30/15 correspond à un plateau de 30 dents et à un pignon de 15 dents.
A.1.2. Br est exprimé sans unité car c’est un rapport de grandeurs de même dimension.
A.2.1. D = Br.2π.r = 5 m
A.2.2. fp = v/D = 22,5.103/(60x5) = 75 tr/min
A.2.3. D’après les données de l’annexe A3 cette fréquence de 75 tr/min est bien située aux alentours de 70-80
tours de pédalier par minute.
A.3. D’après l’annexe A4 les forces doivent se compenser donc ⃗ + ⃗⃗⃗⃗⃗ + ⃗⃗ + ⃗⃗ = ⃗⃗ . D’où la construction cidessous

Partie B - Étude du vélo à assistance électrique (V.A.E.).
B.1.1. Les étapes auront donc une distance d’environ 2400 / 30 = 80 km. L’autonomie minimum de la batterie
étant de 80 km, et le temps de recharge de 7h (pendant la nuit par exemple) font que la batterie est un bon choix
pour le projet de Maurice.
B.1.2. 8,8 A.h correspond à la capacité et 422 W.h correspond à l’énergie de la batterie.
B.1.3. I = Q/t = 8,8 / 6 = 1,46 A
B.1.4. Δt = E / P = 422 / 140 = 3 h

B.1.5. Au niveau de l’électrode de carbone nous avons la demi-réaction chimique suivante : Li → Li+ + e-.
L’électrode libère un ion, nous avons alors une oxydation, c’est donc l’anode. Nous savons aussi que le
courant circule de l’électrode positive vers l’électrode négative. D’où le schéma suivant :

B.1.6. La tension U est bien évidemment continue (accumulateur).
B.2.1. MtF = F.d

B.2.2. C = P / ω d’où ω = P / C = 100/40 = 2,5 rd.s-1 soit 23,9 tr.min-1
B.2.3. Situation 1
W1 = P1.Δt = C.ω.Δt = 30x3,5x15x60 = 94,5 kJ
W2 = P2.Δt = 100x15x60 = 90 kJ
W3 = 0 car le poids ne travaille pas sur une route horizontale

Situation 2

B.2.4.a) D’après le graphe on trouve une pente d’environ 5,3%

B.2.4.b) Toujours d’après le graphe ci-dessus le VAE doit fournir une puissance de 300W (pente 6%) pour
maintenir la vitesse constante. Or celui ne peut fournir qu’une puissance de 250W. Il faudra alors que Maurice
fournisse une puissance supplémentaire de 50W soit une puissance de 60 + 50 = 110 W.
B.3.1. W = m.g.h = (70 + 11,5 + 16)x9,8x1120 = 1,07 MJ
B.3.2. E = W + pertes = 1,2 MJ
B.3.3. t = d/v = 14,4/10 = 1,44 h soit 1h et 26 min
P = E/t = 1,2.106/(1,44x3600) = 231,5 W

Partie C - Les équipements personnels de Maurice
C.1.1. λ = c/f = 0,16 m
C.1.2. L’onde en question fait partie des micro-ondes. Ces ondes ont la particularité d’exciter les molécules d’eau
qui constitue majoritairement le corps humain. D’où apparition d’effet indésirables.
C.1.3. L’opérateur est Orange.
C.1.4. 5,5 V représente la tension aux bornes du panneau et 120 mA est la valeur du courant débité par ce panneau.
Ce sont les valeurs pour un éclairement maximum.

C.1.5.

C.1.6. La puissance maximale se situe toujours au niveau du coude soit ici Pmax = 5x110.10-3 = 0,55 W
C.2.1. Les pictogrammes nous indiquent que c’est un gaz sous pression inflammable.
C.2.2. C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H20
C.2.3. Q = PCS.m = 49,51.106 x 0,19 = 9,4 MJ Q’ sera inférieure à Q car le pouvoir calorifique réel sera compris
entre le PCS et le PCI.
C.2.4. Q = m.c.ΔT d’où m = Q / (c.ΔT) = 9,4.106/(4,2.103x(100-15)) = 26,34 kg.

Partie D : la santé et l'hygiène
D.1. E1 = h.f = h.c/λ = 6,63.10-34x3.108/350.10-9 = 5,68.10-19 J.
La longueur d’onde du rayonnement correspondant se situe dans le domaine des UVA et il n’est pas visible.

D.2. E2 = 6,63.10-19 J
D.3. E2 > E1 le 2ème rayonnement sera donc plus nocif.
D.4. Non en effet les UVB sont plus nocifs que les UVA (coup de soleil)
D.5. La préférence de Maurice est justifiée. En effet les crèmes solaires organiques sont difficiles à éliminer dans
les stations d’épuration. En plus les crèmes solaires « bio » réfléchissent les UV au lieu de les filtrer.


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