Aurélie10/05/11
 

 

    Concours ITRF  2010 ( ENS ) : préparateur en traitement des matériaux.



Les rayons X sont le mieux absorbés par lequel de ces matériaux ?
l'air ; le bois ; le plomb.

H2SO4 est la formule :
d'un atome, d'une molécule, d'un ion.

Qu'elle est l'instrument le plus précis pour effectuer une dilution ?
Une fiole jaugée, une éprouvette, un becher.

La seconde, le mètre, l'ampère et le kilogramme sont les unités de base du système international. Trouver l'unité équivalente au joule :
kg m-1 s-2 ; kg m s-2 ; kg m2 s-2 ;
Le joule est l'unité de l'énergie  ou du travail ( force fois longueur avec force  = masse fois accélération et accélération = longueur / temps2)

Parmi les composants électroniques suivants, quel est le générateur ?
Une pile, une LED, un condensateur.

Un angstrom est une unité :
de volume ; de vitesse ; de longueur.

L'époxy est :
un polymère ; un métal ; un minéral.

 



La marée est due à :
- l'attraction du soleil ou de la lune sur les océans.
- L'action des champs magnétiques.
- La rotation de la terre.

La baleine est :
un poisson ; un OVNI ; un mamifère.

L'échelle de Beaufort mesure :
- L'intensité des tremblements de terre.
- La teneur en matière grasse des fromages de montagne.
- La force du vent.

 

SIDA signifie :
- Syndrome d'immuno-déficience acquise.
- Symptôme immunodéficitaire accéléré.
- Système immunitaire de défense aux allergies.

L'unité de résistance électrique est :
le watt ; la manifestation ; l'ohm.

Le kaolin est un :
carbonate ; sulfate ; silicate.

Comment s'appelle un polygone qui a sept angles et sept côtés ?
un hexagone ; un heptagone ; une gorgone.

Parmi les 3 surfaces suivantes, quelle est la plus grande ?
- Une forêt de 12 ha.
- Un champ de blé de 1253 ares. ( 1 ha = 100 ares ; 1253 ares = 12,53 ha ).
- Un appartement de 100 m2.

 On veut stocker 20 000 L d'eau dans un réservoir cylindrique de diamètre 2 m sur 7 m de haut.
- Le réservoir sera juste rempli. ( volume du cylindre : p D2/4 H = p R2 H =3,14 *12 *7 ~ 22 m3 ~22 000 L)
Le réservoir sera à moitié plein ; le réservoir va déborder.

On veut peindre une demi -sphère pleine de bois.  cL sont nécessaires pour peindre le disque plan limité par l'équateur de cette demi-sphère. Pour peindre le reste il faudra : 5 cl ; 10 cL ; ~7,9 cL.
 Aire du disque de rayon R : p R2 ; aire d'une sphère 4 p R2 ; aire d'une demi-sphère 2 p R2 .

Parmi les trois métaux, lequel est le plus dur :
le plomb ; le fer blanc ; l'acier.

A quoi sert un ampèremètre ? A mesurer :
- l'intensité d'un courant électrique.
- La différence de potentiel entre deux bornes d'un circuit électrique.
- L'énergie d'une lampe au sodium.

Qu'est-ce que le Visual Basic ?
- Un langage informatique ; un langage mathématique ; un langage pour sourds et muets.

Partie 2 : questions pratiques, étude de dossier.
Le PTFE est un polymère remarquable par ses propriétés de résistance aux acides  et aux bases, ainsi qu'à beaucoup de solvants. Le monomère du PTFE est le tétrafluoroéthène de formule brute C2F4.
Donner la formule développée de cette molécule.
Ecrire et équilibrer l'équation bilan de la réaction chimique qui permet d'obtenir C2F4 à partir de CHF2Cl, sachant qu'un sous produit est du chlorure d'hydrogène.
2CHF2Cl--->C2F4  +2HCl.
Calculer la quantité de CHF2Cl nécessaire à l'obtention d'un kilogramme de C2F4. C : 12 ; Cl : 35,5 ; H : 1 ; F : 19 g/mol.
Mase molaire C2F4  : M1 =2*12+4*19 =100 g/mol ; quantité de matière de C2F4  : n1 = m1 / M1 = 1000 / 100 = 10 mol
D'après les coefficients de l'équation , la quantité de matière de CHF2Cl est égale à 2 fois celle de C2F4 soit : n2=10*2 =20 mol.
Mase molaire CHF2Cl : M2 =12+1+2*19+35,5 =86,5 g/mol ; masse  de CHF2Cl  = n2 * M2 =20 *86,5  = 1,73 kg.

La molécule de polytétrafluoroéthène s'écrit :
Que signifie le "n" écrit à droite du motif ?
"n" représente le nombre de motifs associés ou indice de polymérisation.
Calculer le nombre de motifs pour une macromolécule ayant une masse moyenne de 106 g/mol.
n = 106 / masse molaire d'un motif = 106 / 100 = 104 motifs.
Quel est le nom commun ou industriel du polytétrafluoroéthène ?
Téflon.
On désire réaliser un moule en PTFE dans lequel on coulera une résine  ( RESOLTH AN ) deux composants qui enrobera un minéral fragile ( calcite ) que nous pourrons alors polir pour pouvoir l'observer et l'analyser.
Justifier le choix d'un moule en PTFE et d'une résine époxy.
Moule : le téflon offre une excellente surface anti-adhérente et non-mouilante.

Sécurité concernant la résine époxy.
Port de blouse, de gants et de lunettes de protection. Produits dangereux pour l'environnement, ne pas jeter à l'évier, prévoir un bidon de récupération.

Vous avez estimé que votre morceau de calcite est un cube de 1 mm de côté. Vous mélanger les deux composants de votre résine pour que le moule soit rempli à moitié.
Quel volume de résine préparer vous ?
Volume d'un cylindre de rayon R = 12,5 mm et de hauteur H = 24 mm.
V =pR2H =3,14 *12,52 *24 =1,18 104 mm3 = 11,8 cm3= 11,8 mL = 1,18 cL. Pour un remplissage à moitié : 1,48 / 2 = 0,74 cL.

Vous avez prévu de réaliser plusieurs enrobages et vous préparer 50 cL de résine.
Quel volume de durcisseur et quel volume de résine epoxy allez-vous mélanger ?
Rapport du mélange résine / durcisseur en volume 100 / 20. Le volume de résine est 5 fois plus grand que celui du durcisseur.
Volume final : 50 cL ; volume de durcisseur : 50 / 6 ~8,3 mL ; volume résine : 41,7 cL.
  On veut diluer la colle avec 1 % d'acétone. Calculer le volume d'acétone à ajouter.
1 mL d'acétone pour 100 mL de colle ; 0,5 mL d'acétone pour 50 mL de colle.



Le temps de durcissement varie en fonction de la température. Environ 9 heures à 20°C ; 12 h à 15°C ; 18 h à 10°C et 7 jours à une température inférieure à 10°C.
Tracer la courbe représentant la durée du durcissement en fonction de la température de 0 à 60°C. Estimer le temps de durcissement à 40°C.

Après démoulage de votre enrobage, vous allez polir votre échantillon de calcite sur une machine électrique. La puissance de cet appareil est 3,2 kW fonctionnant sous 220 V. Au premier branchement son fusible saute, vérification faite le fusible indique 1 A.
  Quelle sont vos conclusions ?
Intensité du courant : P/ U = 3200 / 220 = 14,5 A.
La machine doit être équipée d'un fusible de 15 A.





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