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Spécialité DILATATION DES OCÉANS Session

2018

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BACCALAURÉAT SÉRIE S

Épreuve de PHYSIQUE CHIMIE

Évaluation des Compétences Expérimentales

Sommaire

I. DESCRIPTIF DU SUJET DESTINÉ AUX ÉVALUATEURS ........................................................................... 2

II. LISTE DE MATÉRIEL DESTINÉE AUX ÉVALUATEURS ET AUX PERSONNELS DE LABORATOIRE .... 3

III. ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT ............................................................................................................ 4

1. (20 minutes conseillées) ................................ 6

2. Détermination expérimentale du coefficient de dilatation thermique Į(20 minutes conseillées) ......... 7

3. (20

minutes conseillées) ............................................................................................................................. 9

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I. DESCRIPTIF DU SUJET DESTINÉ AUX ÉVALUATEURS

Tâches à réaliser par le

candidat

Le candidat doit :

évaleur de

la u de mer à température ambiante ; un protocole afin de mesurer le coefficient de dilatation estimer des océans.

Compétences évaluées

Coefficients respectifs

Analyser (ANA) : coefficient 1

Réaliser (REA) : coefficient 3

Valider (VAL) : coefficient 2

Préparation du poste de

travail

Avant le début des épreuves

a-grapheur ; m(thermostat 0) sous tension ; réaliser la partie 1 du protocole (document 3 de la fiche III) permettant la mise en place du dispositif expérimental.

Entre les prestations de deux candidats

réinitialiser le tableur-grapheur ; compléter ; vérifier que la plaque chauffante est éteinte et refroidie ; mettre en place un nouveau dispositif expérimental pour chaque candidat.

Déroulement de

Gestion des différents

appels.

Minutage conseillé

détermination de à température ambiante (20 minutes) ; détermination expérimentale du coefficient de dilatation thermique Į (20 minutes) ; e mpact du phénomène de dilatation thermique sur (20 minutes). Il est prévu 4 appels obligatoires de la part du candidat. Lors de 1, vérifie le protocole permettant de Lors de , vérifie le calcul et la valeur obtenue de la Lors de 3 que le candidat a bien déterminé le volume V0. Lors de , vérifie que le tableau de données expérimentales est correctement rempli du coefficient de dilatation Į.

Remarques

Les fiches II et III sont à adapter en fonction du matériel utilisé par les candidats au de la fiche III m0 présente dans le dispositif expérimental ainsi que la valeur du thermostat de

5,0 mL. Les mesures sont alors moins précises mais acceptables.

Attention : s le temps de faire

ses mesures.

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à alcool

(ou numérique)

Pipette graduée

rreau aimanté

Agitateur magnétique

chauffant II. LISTE DE MATÉRIEL DESTINÉE AUX ÉVALUATEURS ET AUX PERSONNELS DE LABORATOIRE La version modifiable de jointe à la version .pdf vous permettra Cette adaptation ne devra entraîner EN AUCUN CAS de modifications

Paillasse candidats

une calculette type " collège » ou un ordinateur avec fonction " calculatrice » un tableur-grapheur un erlenmeyer de 250 mL ou de 100 mL une fiole jaugée de 100,0 mL un bécher de 100 mL une pipette compte-gouttes une pipette graduée de 2,0 mL (ou à défaut une pipette graduée de 5,0 mL) dans

un thermomètre à alcool (ou numérique) précis au dixième, suffisamment long pour que la lecture ne

un agitateur magnétique chauffant et un barreau aimanté une balance électronique au dixième avec une amplitude un récipient contenant une solution aqueuse de chlorure de sodium à

33 g.L1)

Le thermomètre et la pipette graduée auront été introduits au préalable dans le bouchon à deux trous. Il

convient de v.

Paillasse professeur

un montage de secours

une clé USB contenant les résultats obtenus expérimentalement ainsi que la courbe (sans la

modélisation)

Document mis à disposition des candidats

u-grapheur

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III. ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT

NOM :

Prénom :

n° :

Ce sujet comporte cinq feuilles individuelles sur lesquelles le candidat doit consigner ses réponses.

Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d'examen.

Le candidat

L'utilisation d'une calculatrice ou d'un ordinateur autres que ceux fournis n'est pas autorisée.

CONTEXTE DU SUJET

Au cours du XXème siècle et du début du XXIème niveau moyen des océans du globe est

estimée entre 15 et 20 cm. Sur la même période, eur température moyenne est estimée à environ

0,6°C. Cette élévation du niveau des océans est communément attribuée à la fonte des glaciers continentaux. Un

autre mécanisme entre cependant en jeu : le phénomène de dilatation thermique. du si ce phénomène est négligeable ou pas.

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Thermomètre

à alcool

Pipette graduée

Barreau

aimantéBa

Agitateur magnétique

chauffant

DOCUMENTS MIS À DISPOSITION DU CANDIDAT

Document 2 : Coefficient de dilatation thermique Į (en °C1)

Le coefficient de dilatation Į

variation de la température : ǻ9

9 Į ǻș

ǻV=V-V0 : Variation de volume (en mL)

V0 : Volume initial (en mL)

ǻș : Variation de température (en °C)

Document 1 :

Protocole

Partie 1

placer le bouchon avec la pipette et le thermomètre. - dispositif. - Retirer le bouchon. - Au- emplir l'erlenmeyer avec de

à ras bord puis enfoncer délicatement le

hauteur de la pipette graduée. - La masse m0 m0 =

Partie 2

- Agiter en continu. - Dans la pipette graduée, lorsque le niveau mer augmente par dilatation, noter la température à chaque fois quatteint une graduation.

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Document 3 : Elévation du niveau moyen des océans Au cours du XXème siècle et du début du XXIème estimée entre 15 et 20 cm.

apparaître la thermocline, ligne qui sépare les eaux profondes, froides, des eaux superficielles en équilibre avec la

température de l'atmosphère. Cette thermocline se situe en moyenne vers 800 m de profondeur.

Pour simplifier , on modélise donc

h = 800 m et dont la température des eaux est uniforme. Dans ce : Où ǻh et T leur élévation de température égale à 0,6°C, sur une tranche de 800 m.

MATERIEL MIS À DISPOSITION DU CANDIDAT

une calculette type " collège » ou un ordinateur avec fonction " calculatrice » un tableur-grapheur une fiole jaugée de 100,0 mL un bécher de 100 mL une pipette compte-gouttes le dispositif expérimental décrit dans le document 1 déjà réalisé une balance électronique un récipient contenant

TRAVAIL À EFFECTUER

1. (20 minutes conseillées)

, proposer un protocole pour déterminer la valeur de la masse volumique ȡ de mer à température ambiante.

APPEL n°1

- Poser la fiole jaugée de 100mL vide sur la balance électronique - Appuyer sur le bouton " Tare » de la balance - Relever la masse indiquée sur la balance - Trouver ʌ grâce à la formule ʌ=m/v

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H Appeler le professeur pour lui présenter le protocole ou en cas de difficulté H . En déduire la valeur de la masse volumique ȡ à température ambiante.

APPEL n°2

H Appeler le professeur pour lui présenter les résultats expérimentaux ou en cas de difficulté H

2. Détermination expérimentale du coefficient de dilatation thermique Į (20 minutes conseillées)

Déterminer la valeur du volume initial V0 m0 = eau de mer présente dans le dispositif expérimental.

APPEL n°3

H Appeler le professeur pour lui présenter le résultat ou en cas de difficulté H

ȡ = m0/V0 Ù V0 = m0/ȡ

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