électricité, optique, table à coussin d'air, sons, tests en chimie. Concours adjoint technique de laboratoire interne 2008.

électricité. On branche une résistance " ¼ de watt ", de valeur 1000 ohms, sur un générateur de tension continue variable. Quelle est la grandeur associée à l'expression " ¼ de watt " ? Puissance électrique admissible Quelle est la relation liant cette grandeur, à la tension aux bornes de la résistance et à l'intensité du courant la traversant ? P= U I avec U en volt, I en ampère et P en watt Rappeler la loi d'Ohm aux bornes de la résistance. U= RI avec R en ohm, I en ampère et U en volt. Pour une telle résistance, quelle est la relation liant la puissance, la résistance et l'intensité ? P= R I2. Quelle est la valeur de l'intensité du courant que peut supporter la résistance étudiée dans cet exercice ? I2 = P/R ; I = (P/R)½ = (0,25/1000)½ =1,58 10-2 A ~ 16 mA. Quelle tension maximale peut on imposer au générateur ? U = R I = 1000*1,58 10-2 = 15,8 V ~ 16 V. Pour montrer un phénomène de diffraction, on utilise un laser sur le boîtier duquel on lit : 638 nm. Que signifie nm ? nanomètre ( 10-9 m) Quelle est la grandeur associée à cette indication ? Longueur d'onde l dans le vide. Ce rayonnement laser appartient au domaine visible car sa longueur d'onde est comprise entre 400 et 800 nm. A quel domaine appartient un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde 300 nm ? ultra violet ( U V) A quel domaine appartient un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde 900 nm ? infra rouge ( I R)   Optique. Pour un TP d'optique géométrique, on utilise une lentille dont le centre est plus mince que le bord. Une étiquette sur son support indique : - 5 . Quelle est la nature de cette lentille ? divergente. Que signifie " - 5" ? vergence Quelle est la grandeur associée à cette unité ? dioptries ( d ). Quelle est la distance focale de cette lentille ? f = 1/(-5) = -0,2 m = -20 cm. Table à coussin d'air. Un professeur désire étudier le principe d'inertie avec ses élèves. Pour cela il utilise une " table à coussin d'air ". Quel est l'intérêt d'un tel dispositif ? Les frottements entre la table et le mobile sont quasiment nuls. L'étude du principe d'inertie nécessite que les forces qui s'exercent sur le mobile se compensent. Quel réglage faut-il faire sur la table à coussin d'air, pour que cette condition soit respectée ? Citer deux méthodes pour vérifier que la table est bien réglée ? La table doit être parfaitement horizontale. Utiliser un niveau à bulle ; lancer le mobile sur la table horizontale : il ne doit ni s'arrêter ni gagner de la vitesse. Sur le bord de la table, un bouton peut prendre deux positions : l'une indiquée 10 Hz, l'autre indiquée 50 Hz. A quoi correspondent ces valeurs ? Fréquence des éclairs entre la table et le mobile. On choisit la position 50 Hz. Quel est l'intervalle de temps Dt séparant chaque éclair se produisant entre la table et le mobile et qui permet de repérer la position de celui-ci ? Dt = 1/50 = 0,02 s = 20 ms.   Sons. Un microphone A est relié à l'entrée A d'une interface reliée à un ordinateur. Un microphone B est relié à l'entrée B de la même interface. Les deux microphones sont séparés de 1,20 m. Un expérimentateur émet un bruit sec, dans l'alignement des deux microphones, à environ un mètre du microphone A, du côté opposé au microphone B. L'ordinateur mesure automatiquement le temps s'écoulant entre les moments auxquels les deux microphones perçoivent le bruit. Cette mesure donne t = 3,53 ms. Que signifie ms ? milliseconde Convertir cette valeur en seconde. 3,53 ms = 3,53 10-3 s. Quelle grandeur cherche-t-on à mesurer dans cette expérience ? La célérité du son dans l'air. Donner sa valeur numérique et son unité. 1,20 / 3,53 10-3 = 340 m s-1. Le multimètre. Pour chaque affirmation ci-dessous, cocher la case " vrai " ou " faux ". La fonction ohmmètre permet de mesurer une valeur de résistance. vrai Le symbole AC sur la fonction ampèremètre signifie que l'on effectue une mesure en courant alternatif. vrai La fonction fréquencemètre permet de mesurer une fréquence en seconde(s). faux fréquence en hertz ( Hz) On peut faire une mesure de tension continue en utilisant le calibre " 500 mA. DC ". faux tension en volt ( V) Pour mesurer la tension aux bornes d'une résistance, on peut relier la borne COM du multimètre à une borne de la résistance, la borne 10 V du multimètre à l'autre borne de la résistance, et choisir le calibre 500 mV. faux Choisir le calibre 10 V ou 20 V. On mesure la résistance d'un fusible. On trouve 0 ohm. Le fusible est en bon état. vrai Chimie. Calculer la masse molaire de l'acide éthanoïque de formule C2H4O2. Masses molaires en g/mol: C : 12 ; O : 16 ; H : 1 M= 2*12+4*2*16 = 60 g/mol. Sur la paillasse d'un élève se trouvent deux flacons dont les inscriptions sont effacées. On sait que l'un contient un acide à la concentration de 0,10 mol/L et l'autre une base à la même concentration. Citer trois méthodes possibles permettant d'identifier chacun des flacons. Mesure du pH à l'aide du papier indicateur universel ou d'un pHmètre. Action sur un métal comme le zinc ( attaque de la part de l'acide) Action sur une solution de sulfate de cuivre ( formation d'un solide bleu avec la base) On réalise quelques tests chimiques : Quelques gouttes de DNPH ajoutées dans le liquide contenu dans un tube à essais provoquent l'apparition d'un précipité jaune. Que peut-on en conclure ? Le liquide est un aldehyde ou une cétone. Quelques gouttes de soude (hydroxyde de sodium) ajoutées dans le liquide contenu dans un tube à essais provoquent l'apparition d'un précipité vert. Que peut-on en conclure ? Le liquide contient des ions fer (III) Fe3+aq. On ajoute une pointe de spatule de sulfate de cuivre anhydre, blanc dans un tube à essais contenant un liquide. Le sulfate de cuivre anhydre reste blanc. Que peut on en conclure ? Le liquide est anhydre ( ne contient pas d'eau) Donner les formules des ions suivants et préciser les tests que l'on peut faire pour les caractériser : Les ions sulfate SO42- donnent un précipité blanc en présence d'ion baryum Ba2+. Les ions argent Ag+ donne un précipité blanc qui noirçit à l'air en présence d'ion chlorure Cl-. Préparation d'une solution de permanganate de potassium. Sur une bouteille contenant du permanganate de potassium en poudre anhydre, on lit : masse molaire : 158 g/mol. Quelle masse de poudre doit-on utiliser pour préparer 500 mL de solution S1 à la concentration de 0,10 mol/L ? Quantité de matière (mol) = volume (L) * concentration (mol/L) n = CV = 0,100*0,500 = 0,0500 mol. masse (g) = quantité de matière (mol) * masse molaire (g/mol) m = 0,0500 *158= 7,9 g. Quel récipient utilise-t-on pour préparer cette solution ? Fiole jaugée de 500 mL. Expliquer brièvement le protocole à suivre. pesée : balance électronique au 1/10, coupelle et spatule entonoir et fiole jaugée de 500 mL contenant un peu d'eau distillée. Agiter pour dissoudre le solide et compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Agiter pour rendre homogène. À partir de la solution préparée ci-dessus, on veut préparer 100 mL de solution S2 à 0,010 mol/L. Quel est le volume de solution S1 à prélever ? Facteur de dilution F = C1/C2 = 0,10/0,010 =10. Volume de la pipette jaugée = volume de la fiole jaugée / F = 500 /10 = 50,0 mL. Comment se nomme une telle méthode de préparation de solution ? Dilution. Quelle est la couleur de la solution S2 ? La comparer à la couleur de la solution S1. La solution diluée S2 est rose violette, moins foncée que la solution S1.

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