bts tp 90

I 9 points :

1) La loi des gaz parfaits nous permet d'écrire :

d'où

V0 = 10,8.106.4,9.106.273/(105.203)

V0 = 477.106 m3

 

2-a) Puisque la pression est constante, on a :

d'où

 

V = 220.106.303/273

V = 244.106 m3

 

2-b) Pour une transformation isotherme, le travail échangé est égal à :

W = 105.244.106.ln(4,9.106/105)

W = 9,5.1013 J

 

3) Une transformation adiabatique se fait sans échange de chaleur avec le milieu extérieur.

La loi de Laplace s'écrit :

P1.(V1)g = P2.(V2)g

D'où :

V2 = V1.(P1/P2)1/g

V2 = 5890.(4,9/2,5)1/1,3

V = 9884 m3

 

D'après la loi des gaz parfaits :

T2 = (2,5.106.9884/4,6.106.5890)0.303

T2 = 259 K = - 14 °C

 

II 6 points

a) A l'entrée (point 1) de la pompe aspirante la pression la plus basse qui puisse exister est 0 (irréalisable). A la limite la vitesse de l'eau en ce point est nulle, on peut écrire, d'après le théorème de Bernoulli, si le point 2 est à la surface de l'eau du puits :

p2/r + g(z2 – z1) = 0

En posant z2 – z1 = h, cette hauteur est la hauteur maximale de pompage :

h = p2/rg = l05/103.9,81 = 10,2 m

On ne peut donc pomper l'eau se trouvant 100 m plus bas que la surface.

Une autre raison est que la pression ne doit pas descendre au-dessous de la pression de vapeur saturante afin de ne pas vaporiser l'eau dans la conduite.

 

b) Si le débit volumique est qv, le débit massique qm vaut :

qm = r.qv = 1000.83/3600

qm = 23 kg.s-1

La vitesse v d'écoulement de l'eau, d'après la définition du débit volumique, est égale à :

v = qv/S = qv/pr2 = 83/3600.p.(4.10-2)2

v = 4,59 m.s-1

 c) Le théorème de Bernoulli, entre les points A et B, s'écrit :

(pA – pB)/r + 1/2(vA2 – vB2) + g(zA - zB) = 0

La conduite ayant même section en A et en B, vA est égale à vB :

(pA – pB)/r + g(zA - zB) = 0

zA - zB = (pB – pA)/r.g

zA - zB = 16,6.105/9,81.1000

zA - zB = 169 m

 

III : 1) Le métal attaqué sera celui dont le potentiel d'oxydoreduction est le plus bas, donc le zinc.

Zn ® Zn2+ + 2e-

2) 1 mole de zinc, c'est-à-dire 65,4.10-3 kg correspond à 2 moles d'électrons, c'est-à-dire à 2*96500 C.

Les5 kg de zinc correspondent à une charge :

Q = 5*2*96500/65,4.10-3

Q = 1,48.107 C

3) Durée de protection :

t = Q/t

t = 3,2789.108 s

t = 3,28.108 s = 9,1.104 h = 3795 j

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