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23 juin 2015 Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré. Correction proposée par un professeur de physique-chimie pour le site www.sujetdebac.
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1/3 15PY2DSPAG1C BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE 2015
- Séries STI2D et STL spécialité sciences physiques et chimiques en laboratoire -ÉPREUVE DE PHYSIQUE-CHIMIE
Une résidence à énergie positive - corrigéPartie A (21 points)
A.1.1 La consommation de la résidence " l"Avance » est de36,1 kWh.m
-2, ce qui est inférieur à la limite de 50 kWh.m-2, fixée par la réglementation thermique RT2012. 1 A.1.2 La résidence est à énergie positive car l"énergie qu"elle produit (38,1 kWh.m -2) est supérieure à l"énergie qu"elle consomme (36,1 kWh.m -2). 1A.1.3 kWh 105,99166036,1E4
consommée´=´=J 105,99E4
consommée1161016,2106,3´=´´´= 1 1A.1.4 kWh 105,99 - 1660)38,1E-EE4
consomméeproduite31032,3(´=´´==D 1 A.2.1 2A.2.2 La réflexion. 1
A.2.3.1 W3275,9854,7IUPMAXPMAXPELEC=´=´= 1
A.2.3.2 W101,630,201327
ηPP3ELEC
RECUE´=== 1
A.2.3.3 2RECUEm 1,631000PS== 1
A.2.4 kW.h 103,24270101,20SURFACENIRRADIATIOE53
RECUE´=´´=´=
kW.h 106,480,20103,24ηEE45RECUEPRODUITE´=´´=´= ce
qui correspond à 64,8 MW.h, ce qui est même un peu supérieur à l"objectif de 63,2 MW.h. L"objectif est donc réalisable. 3 A.3.1 La solution n°1 est basique car son Ph est supérieur à 7. 1A.3.2 []19
3mol.L 101,00OH--+´=
[ ][ ]15-14314mol.L 1010
OH10HO-
-´===00,1109 1 A.3.3 [][]+->OHHO3 donc ions hydroxyde sont majoritaires dans la solution n°1. 1 1A.3.4.1 H3O+ + HO- → 2 H2O 2
A.3.4.2 La concentration en ions hydroxyde va diminuer donc le Ph va diminuer. 1Panneaux
solaires photovoltaïques Energie utile : énergie électriquePertes :
énergie
rayonnanteEnergie
absorbée :énergie
rayonnantePertes :
énergie
thermique2/3 15PY2DSPAG1C
Partie B (23 points)
B.1.1 Le transfert thermique se fait spontanément du corps chaud vers le corps froid. 1 B.1.2 La température du fluide doit être inférieure à celle de l"air extérieur, donc ici, inférieur à 10°C. 1 B.1.3 2B.1.4 produiteélectriquereçueQEQ=+ 1
B.1.5 kWh 0,2541
COPQEproduite
électrique===
kWh 0,75=E-Q=Qélectriqueproduitereçue
1 1 B.1.6 La réaction d"absorption a lieu dans le compresseur thermochimique. 1 B.1.7L"ammoniac.
1 B.1.8 A la sortie du compresseur : P = 20,0 bar
A la sortie du détendeur : P = 2,50 bar
1 1B.2.1 mol 6,2516100
Mmn4CH=== 1,5
B.2.2 J105,5606,25890n∆HQ6
CHcombustioncombustion
4´-=´-=´= 1
0,5 si <0
B.2.3 CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
2B.2.4 mol 12,5n2n42CHOH=´= 1
B.2.5 J105,0912,540,7n∆HQ5
OHliquidevapeuroncondensati
2´-=´-=´=- 1
B.2.6 J106,07QQQ6
oncondensaticombustiontotale´-=+= 1B.2.7 0,09155560509
QQ combustiononcondensati == soit 9,15% d"énergie en plus 1B.3.1 HgρppBA´´+= 1
B.3.2 bar 3,97Pa103,97159,8110102,5Hgρpp535
BA=´=´´+´=´´+= 2
Énergie
thermique Énergie thermique3/3 15PY2DSPAG1C
Partie C (16 points)
C.1.1 1C V.0,25∆θ∆
Us-°==
2 C.1.2 C 20,00,251,25Uθ°=-= ou détermination graphique 1 C.1.3 Dq = 0,2 °C donc C 20,2θC 18,8réelle°££° 2C.1.4 N possède 16 valeurs possibles
1C.1.5 V0,62574V V0,6256´<<´
donc N10 = 6 et N = 0 1 1 0
2C.1.6 C 2,50s∆U∆θ°==
La température est donc affichée avec une tolérance de 2,5°C ce qui est peu précis. 1 0,5 C.1.7 DU = 10 / 256 = 0,04 V donc Dq = 0,16 °C La valeur de Dq est plus petite qu"avec un CAN 4 bits donc la précision de l"affichage est meilleure. 1 0,5C.2.1 N 2739,8127,8gmP=´=´= 1
C.2.2 N.m 10,90,04273rPMP=´=´= 1
C.2.3 le moteur est capable de fournir cet effort car son couple nominal est supérieur à 10,9 N.m.15,0 N.m > 10,9 N.m
1C.2.4 1rad.s 1,6860nπ2ω-=´´=
W18,3ωCPmoteurmoteur=´=
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