bts tp 1994
CHIMIE (6 points)
L'analyse chimique de l'eau d'un puits a donné les résultats suivants :
pH 8,0
Oxygène dissous (O2)
8,2 mg.l-1
Chlorures (Cl-)
20 mg.l-1
Sulfates (SO42-) 70 mg.l-1
Phosphates (PO43-) 0,1 mg.l-1
Sodium (Na+) 71 mg.l-1
Hydrogénocarbonates (HCO3-) 121 mg.l-1
On donne :
Le produit ionique de l'eau sera pris égal à 10-14
les masses molaires atomiques (g.mol-1) :
H
O
Cl
S
P
C
Na
1 16 35,5 32 31 12 23
1) Étude du pH :
1.1 Cette eau est-elle acide ou basique ?
1.2 Écrire l'équation d'auto ionisation de l'eau.
1.3 Calculer les concentrations exprimées en mol.l-1 de [H3O+] et [OH-].
2) Les ions :
Calculer en mol.l-1 les concentrations suivantes : [Cl-], [SO42-], [PO43-].
3) On désire effectuer le dosage des ions Cl- avec une solution de nitrate d'argent. On obtient un précipité de chlorure d'argent :
On utilise une solution de nitrate d'argent (Ag+ + NO3-) telle que [Ag+] = 1,0.10-3 mol.l-1.
Calculer le volume de solution nécessaire pour précipiter tous les ions Cl- contenus dans 50 cm3 de cette eau.
PHYSIQUE
PARTIE 1 : RAYONNEMENTS (3 points)
On donne : . F = s.ST4 avec s = 5,67.10-8 W.m-2.K-4 (s, constante de Stéphan)
et lmaxi.T
= 2,9.10-3 m.K (loi de Wien)
On
utilise un capteur solaire pour réchauffer l'eau soutirée du puits.
Ce capteur plan sera considéré comme un corps noir (radiateur intégral).
Il reçoit du soleil un flux énergétique par mètre carré de 1000 W.m-2
I-1) Calculer la température d'équilibre du capteur (exprimée en Kelvin puis en degré Celsius).
I-2) Calculer la longueur d'onde où le capteur émet le plus d'énergie.
I-3) Quel est le nom donné au rayonnement ayant cette longueur d'onde ?.
PARTIE I1 : HYDRODYNAMIQUE (6 points)
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Une pompe (P) de puissance utile Pu = 1,2 kW est immergée au fond d'un puits pour remonter l'eau à la surface suivant le schéma ci-contre.
Elle doit assurer un débit de 17 m3.h-1.
Le tuyau de refoulement entre B et C a une section de 20 cm2.
On admet que la pression P en C est égale à 1,0.105 Pa et que la vitesse de l'eau en C est négligeable.
On donne :
masse volumique de l'eau r = 1,0.103 kg.m-3
accélération de la pesanteur g = 9,8 m.s-2
Théorème de Bernoulli : lors de l'écoulement d'un fluide entre 2 sections S1 et S2 on a :
lorsqu'il n'y a pas de machine entre S1 et S2.
II-1) Calculer le débit massique de la pompe.
II-2) Quel travail WAB la pompe doit-elle fournir à 1kg d'eau pour assurer ce débit ?
II-3) Quelle est la vitesse d'écoulement de l'eau entre B et C ?
II-4) Sachant que la pression de l'eau à la sortie de la pompe en B est de 3,5.105 Pa, calculer la profondeur du puits.
PARTIE III : ACOUSTIQUE (5 points)
On donne : les grandeurs de référence :
intensité
I0 = 10-12 W.m-2
pression p0 = 2.10-5 Pa
puissance P0 = 10-12 W
Une chute d'eau constitue une source de bruit dont le niveau de puissance acoustique est de 80 dB. On admet que les ondes acoustiques sont émises dans la demi sphère située devant cette source.
III-1) Calculer la puissance acoustique de la source exprimée en watt.
III-2) Calculer l'intensité acoustique à 5 cm de la source.
III-3) Calculer le niveau d'intensité à 5 m de la source. En déduire le niveau de pression acoustique.
III-4) Calculer la pression acoustique (exprimée en pascal), à 5m de la source.
