Lors
de l'un des modes de fonctionnement, l'appareil excito-moteur est relié
à un oscilloscope dont le balayage est enclenché. L'oscillogramme
obtenu est représenté ci-dessous et les réglages effectués sur
l'oscilloscope sont les suivants :
- sensibilité verticale k = 20 mV / div
- sensibilité horizontale ( base de temps ou balayage ) : 0,5 ms / div.
Choisir
le ou les qualificatif(s) que l'on peut donner à cette tension parmi
ceux proposés ci-dessous en justifiant botre ou vos choix.
Continue, variable, périodique, alternative, sinusoïdale,
rectangulaire, triangulaire.
Variable
: la valeur de cette tension n'est pas constante.
Périodique
: cette tension se reproduit identique à elle même au bout d'un certain
temps, appelé période.
Calculer
l'amplitude, la période et la fréquence du signal.
Amplitude : 2 div soit 2*20 = 40 mV.
Période : 4 div soit T = 4*0,5 = 2 ms = 2 10-3 s.
Fréquence f = 1/T = 1 /
2 10-3 = 500 Hz.
Représenter
l'oscillogramme que l'on obtiendrait si le balayage est supprimé.
On observerait un trait vertical de hauteur 2 divisions.
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Le muscle stimulé peut être assimilé
à une résistance d'environ 2 kW.
Calculer
l'intensité maximale qui traverse le muscle étudié.
I = U / R = 40 10-3 / 2 000 = 2,0 10-5 A.
Indiquer
la durée du temps de repos entre deux stimulations ainsi que la
proportion qu'il représente sur la durée du signal.
3 div soit 3*0,5 = 1,5 ms soit les 3/4 d'une période ou trois fois plus
grand que le temps d'excitation.
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Quel
que soit le type d'utilisation de l'appareil, on considère que la
puissance électrique est la même. La nouvelle tension
maximale
émise par l'appareil excito-moteur est maintenant de 80 mV, sa
fréquence de 1000 Hz et la proportion entre le temps de repos et le
temps d'excitation est resté le même que précédemment.
Tracer
le nouvel oscillogramme obtenu, sachant que les réglages de
l'oscilloscope n'ont pas été modifiés.
Période T = 1/1000 = 0,001 s = 1 ms ( soit 2 div). Amplitude 80 mV soit
4 div.
L'énergie consommée pour une séance est E =102 103
unités du système international ( SI). La durée d'une séance est t =20
minutes. La puissance de l'appareil est P = 85 W.
Vérifier
que la valeur numérique est cohérente avec les données et préciser
l'unité.
E = P x t avec t = 20 x 60 = 1,2 103 s.
E = 85 * 1,2 103
= 102 103 J (
joules).
Une
mauvaise utilisation de l'appareil peut générer des crampes. Un muscle
qui travaille trop longtemps est soumis à l'apparition d'acide lactique
conduisant à la formation de crampes. L'acide lactique appartient à la
famille des acides alpha-hydroxy dit AHA. On donne la formule
semi-développée de l'acide lactique : CH3-CHOH-COOH.
Recopier
la formule et entourer les groupes fonctionnels. Préciser leurs noms.
Donner
la définition d'un carbone asymétrique.
Atome de carbone tétragonal, relié à 4 substituants différents.
Repérer le
( les) atome(s) de carboe asymétrique(s) à l'aide d'un astérisque (*).
Pour
déterminer la concentration d'une solution d'acide lactique, on
effectue un dosage pH-métrique de V =20,0 mL de cette solution, à
l'aide d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ( soude) de
concentration molaire CB=0,05 mol/L. On obtient
le tableau suivant :
|
V soude
en mL
|
0 |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
8,0 |
10 |
11 |
11,5 |
12 |
12,5 |
13 |
14 |
16 |
| pH |
2,7 |
3,2 |
3,6 |
3,9 |
4,2 |
4,6 |
4,9 |
5,3 |
8,2 |
10,9 |
11,2 |
11,5 |
11,8 |
| points
particuliers |
A |
|
|
B |
|
|
|
|
C |
|
|
|
D |
Ecrire
l'équation de la réaction chimique qui se produit lors du dosage.
CH3-CHOH-COOH + HO-
= CH3-CHOH-COO- +H2O.
Donner,
parmi ces 4 points, celui qui correspond le mieux à l'équivalence
acido-basique. Justifier.
Au voisnage de l'équivalence acido-basique, on observe une brutale
variation du pH : donc point C.
Le volume de soude versée en ce point est VE =
12 mL.
En
déduire la concentration molaire C de la solution d'acide lactique.
A l'équivalence, quantité de matière de soude : VECB
= 12 10-3 *0,05 =6 10-4
mol.
Quantité de matière d'acide lactique : CV = 20 10-3C
mol.
20
10-3C = 6 10-4
; C = 6 10-4
/ 20 10-3 = 0,03 mol/L.
Citer
le point permettant de déterminer graphiquement le pKa et donner la
valeur de pKa de l'acide lactique.
A la demi-équivalence ( point B) le pH est égal à la valeur du pKa
du couple acide / base : pKa = 3,9.
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L'acide
polylactique est un polymère entièrement biodégradable. Il est utilisé
pour remplacer les sacs plastiques jusqu'ici distribués dans le
commerce et également en chirurgrie où les sutures réalisées avecc des
polymères biodégradables sont décomposées par réaction avec l'eau
ou sous l'action d'enzymes.
On fait réagir deux molécules d'acide lactique entre elles.
Ecrire l'équation associée à cette réaction.
Préciser le nom et les caractéristiques e cette réaction.
L'estérification est lente, athermique et limitée par l'hydrolyse de l'ester.
En
fait, dans les conditions optimales de température, de pression et de
catalyseur, la réaction précédente se poursuit entre un très grand
nombre de molécules d'acide lactique et on obtient le PLA 100 (
polylactic acid 100 ).
Indiquer le type de réaction dont il s'agit.
Polymérisation, polycondensation entre un acide et un alcool avec élimination d'une molécule d'eau.
Donner le motif du PLA 100 et préciser la signification de 100.
Le polymére compte en moyenne 100 motifs élémentaires. 
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