bts batiment 2002
I : 1-a) ion hydronium : H3O+
[H3O+] = 10-pH
[H3O+] = 10-2 mol.l-1
Volume des effluents : V = 0,8*1,6*1,1 = 1,408 m3 = 1,408.103 l
n = C*V
n(H3O+) = 14,1 mol
1-b) c'est OH-, l'ion hydroxyde.
[OH-] = 10-14/[H3O+] = 10-12 mol.l-1
1-c) C'est l'ion chlorure Cl-.
2) H3O+ + OH- ® 2H2O
n(OH-) = n(H3O+) = 14,1 mol
n(OH-) = 14,1 mol
3-a) Comme une mole de H3O+ réagit avec une mole de OH- :
CaVa = CbVb
Ca = CbVb/Va
Ca = 0,01*12,6/10
Ca = 1,26.10-2 mol.l-1
pH = - log Ca
pH = 1,9
3-b) n(acide) = Ca.V = 1,26.10-2*1,408.103 = 17,74 mol
n(NaOH) = 17,74 mol
m(NaOH) = n(NaOH).M(NaOH) = 17,74*40
m(NaOH) = 710 g
II : 1) [E] = M.L2.T-2
P = E/t
[P] = M.L2.T-3
qv = v/t, v étant le volume.
[qv] = L3.T-1
2-a) Qa= maca(Tf – Ti)
masse de l'air du local : ma = ra.V = 1,25*11*7*3 = 288,75 kg
Qa = 288,75*103*20
Qa = 5,78.106 J
2-b) Qb= mbcb(Tf – Ti)
masse des parois : mb = rb.V = 2,3.103*(11,4*7,4*3,4 - 11*3*7) = 2,3.103*55,824
mb = 1,28.105 kg
Qb = 1,28.105*0,8.103*10
Qb = 1,03.109 J
3-a) Conduction, convection, rayonnement.
3-b)
R = 0,11 + 0,2/1,1 + 0,06
R = 0,352 W-1.m2.K
3-c) Le flux surfacique est :
j = 20/0,352
F = 56,8 W.m-2
3-d) Flux total F : F = j.S = 56,8*2*3*(11 + 7)
F = 6,13.103 W
4-a) Q= mc(Tf – Ti)
Puissance thermique P : P = Q/t = qm.c(Tf – Ti)
P = 0,02*4,19.103*30
P = 2,51.103 W
4-b) Il faut que la puissance perdue à travers les murs soit égale à la puissance fournie par les radiateurs, dont le nombre sera :
n = F/P = 6,13.103/2,51.103 =2,44
n = 3
III : 1) qv = S.v
v = qv/S = 4qv/pD2 = 4*18.10-3/p(20.10-3)2 = 7,2.10-2/1,26.10-3
v = 57,3 m.min-1
v = 0,955 m.s-1
2) Si qv' est le débit dans un radiateur, la vitesse dans le radiateur est :
v' = 4qv'/pd2
Pour calculer p', on se sert de l'équation de Bernoulli :
2-a) Quand un radiateur est ouvert, le débit dans un radiateur est égal à celui dans la chaudière, la vitesse sera :
v' = v(D/d)2 = 0,955.16
v' = 15,3 m.s-1
p' = 5.105 – 103(15,32/2 – 0,952/2 + 30)
p' = 3,53.105 Pa
2-b) Quand deux radiateurs sont ouverts, le débit dans un radiateur est égal à la moitié de celui dans la chaudière, la vitesse sera :
v" = v'/2
v" = 7,64 m.s-1
p" = 5.105 – 103(7,642/2 – 0,952/2 + 30)
p" = 4,41.105 Pa