DEVOIR COMMUN DE SCIENCES PHYSIQUES

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DEVOIR COMMUN DE SCIENCES PHYSIQUES

Page 2 sur 16 Consignes globales (valables pour la physique et la chimie) : • Toutes les réponses doivent obligatoirement être rédigées (Faites des phrases) Vous noterez que dans le barème des points sont réservés à la rédaction, notamment de

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NOM : _ _ _ _ _ _ _ _ _DEVOIR COMMUN

DE SCIENCES PHYSIQUESPrénom : _ _ _ _ _ _ _ _

Classe : _ _ _ _ Mai 2010

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Consignes globales (valables pour la physique et la chimie) : ·Toutes les réponses doivent obligatoirement être rédigées (Faites des phrases) ! Vous noterez que dans le barème des points sont réservés à la rédaction, notamment de phrases de conclusion, dans les différents exercices. ·Tous les calculs doivent être détaillés et avoir des unités. ·Les exercices sont indépendants les uns des autres. ·Les réponses sont à rédiger sur l'énoncé. ·Le sujet comporte 8 pages, celle-ci comprise. Note Mécanique:.../20Appréciation Mécanique :

Note Chimie :.../30Appréciation Chimie :

Note Electricité :.../17Appréciation Electricité :

Note Optique:.../8Appréciation Optique :

Total :.../75.../20

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Partie mécanique (20 points)

Exercice 1 : énergie et vitesse (11 points) Ce concurrent s'attaque au record de vitesse à ski.

1°- Quelle forme (ou type) d'énergie possédait-il juste avant le départ ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1

p o i n t

2°- Quelle forme (ou type) d'énergie possèdera-t-il lorsqu'il arrivera en bas de la piste ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1

p o i n t

3°- Rappelez ce qu'est l'énergie mécanique du skieur ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o i n t s

4°- Dans la phrase suivante, entourez la bonne réponse :

Au cours de la descente, l'énergie mécanique diminue / reste constante / augmente.1 p o i n t

5°- On rappelle que l'énergie cinétique d'un objet est donnée par la relation mathématique :

Ec= ½ x m x v2 = 0,5 x m x v2

avec Ec en Joule (J), m en kilogramme (kg), et v en mètre par seconde (m/s) Dans chacune des deux phrases suivantes, entourez la bonne réponse : Lorsque la masse d'un objet double, son Ec ne change pas / double / triple / quadruple. Lorsque la vitesse d'un objet double, son Ec ne change pas / double / triple / quadruple.2 p o i n t s

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6°- En 2002, Philippe Goitschel atteignit le record de vitesse v = 250,70 km/h sur ski.

On suppose que sa masse est m = 80 kg.

Convertissez cette vitesse en m/s. Vous préciserez vos calculs (Rappel: 1 m/s = 3,6 km/h)

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1

p o i n t

7°- Calculez alors la valeur de l'énergie cinétique acquise par Philippe Goitschel lorsqu'il a atteint sa vitesse record.

Vous détaillerez votre calcul :

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3

p o i n t s

On néglige les frottements.

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Exercice 2: poids et masse (9 points)

Nino se rend à la poste afin d'envoyer une lettre à son amie Dorine. La postière lui annonce : " Trente cinq grammes, Monsieur ».

1°- Quel appareil de mesure la postière a-t-elle utilisé?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1

p o i n t

2°- La postière a-t-elle annoncé le poids ou la masse de la lettre à Nino? Justifiez.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1

p o i n t

3°- Quelle est l'unité de poids d'un objet?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1

p o i n t

4°- Avec quel appareil mesure-t-on le poids d'un objet?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1

p o i n t

5°- Rappelez la relation qui permet de calculer le poids P d'un objet en fonction de sa masse m.

Vous préciserez toutes les unités.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2

p o i n t s

6°- Sachant que, sur la Terre, g = 10N/kg, en déduire la valeur du poids de la lettre de Nino.

Vous préciserez tous vos calculs. Attention aux unités !

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _3

p o i n t s

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Partie chimie (30 points)

1ère partie : détermination de la masse et du volume d'un petit morceau de

magnésium d'environ la taille d'un petit pois (10 points) On dispose au laboratoire du collège du matériel suivant :

·une balance électronique ;

·un pèse personne ;

·des éprouvettes graduées de capacités 25mL, 500 mL ;

·des béchers ;

·des tubes à essais ;

·un cristallisoir ;

·une coupelle ;

·des verres à pied ;

·des erlenmeyers ;

·de l'eau.

1°- Proposez un protocole expérimental permettant de déterminer la masse du morceau de magnésium. Précisez le

matériel utilisé (pas de schéma !).

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4

p o i n t s

2°- On souhaite maintenant mesurer le volume du morceau de magnésium. Comment peut-on procéder ? Décrivez

sous forme de schémas légendés la manipulation à réaliser. Vous conclurez par une phrase expliquant comment

obtenir le volume. 6 p o i n t sFig.2 : Billes de magnésium d'environ la taille d'un petit pois

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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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2ème partie : combustion du morceau de magnésium (Mg) (6 points)

1°- Quel gaz contenu dans l'air permet de réaliser une combustion ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o i n t s

2°- Sachant que la combustion de magnésium fait apparaître une poudre blanche d'oxyde de magnésium de formule

MgO, écrivez le bilan en toutes lettres de la réaction chimique.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2 p o i n t s

3°- Précisez le nom et le nombre de chacun des atomes constituant l'oxyde de magnésium. (5 pts)

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2

p o i n t s

3ème partie : atomes et ions (14 points)

Dans un flacon, on dispose d'une solution de chlorure de magnésium contenant des ions magnésium Mg2+ et des ions chlorures

Cl-.

1°- Sachant que l'atome de magnésium Mg possède 12 charges électriques positives dans son noyau, combien

d'électrons possède-t-il ? Justifiez.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o i n t s

2°- On considère l'ion magnésium Mg2+ .

a. Combien possède-t-il de charges positives dans son noyau ? Justifiez.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _3

p o i n t s

2°- b. Toujours concernant Mg2+, combien possède-t-il d'électrons autour de son noyau ? Justifiez.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3

p o i n t s

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3°- Comment l'atome de chlore, Cl, se transforme-t-il en ion Cl- ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o i n t s

4°- Quel détecteur (réactif) utilise-t-on pour mettre en évidence la présence de l'ion chlorure Cl- ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o i n t s

5°- Qu'observe-ton alors ?

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2

p o i n t s

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Partie électricité : (17 points)

Exercice 1 : lien entre tension observée

et fréquence (12 points) On a enregistré ci-contre la tension aux bornes d'un dipôle grâce à un oscilloscope simplifié. Le dipôle est branché directement aux bornes de l'oscilloscope.

1°- Comment est qualifiée le régime permettant l'obtention de cette courbe?

Entourez la (les) bonne(s) réponses:

Continu /alternatif / périodique /variable / sinusoïdal / triangulaire2

p o i n t s

2°- Peut-on obtenir ce type de courbe avec une pile? Justifiez.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o i n t s

3°- Après avoir rappelé les données fournies par l'oscilloscope (bouton V/div), déterminez la valeur maximale de la

tension de la tension délivrée par le générateur.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2

p o iquotesdbs_dbs5.pdfusesText_10

[PDF] DEVOIR COMMUN DE SCIENCES PHYSIQUES

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NOM : _ _ _ _ _ _ _ _ _DEVOIR COMMUN

DE SCIENCES PHYSIQUESPrénom : _ _ _ _ _ _ _ _

Classe : _ _ _ _ Mai 2010

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Note Chimie :.../30Appréciation Chimie :

Note Optique:.../8Appréciation Optique :

Total :.../75.../20

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Partie mécanique (20 points)

1°- Quelle forme (ou type) d'énergie possédait-il juste avant le départ ?

2°- Quelle forme (ou type) d'énergie possèdera-t-il lorsqu'il arrivera en bas de la piste ?

3°- Rappelez ce qu'est l'énergie mécanique du skieur ?

4°- Dans la phrase suivante, entourez la bonne réponse :

5°- On rappelle que l'énergie cinétique d'un objet est donnée par la relation mathématique :

Ec= ½ x m x v2 = 0,5 x m x v2

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6°- En 2002, Philippe Goitschel atteignit le record de vitesse v = 250,70 km/h sur ski.

On suppose que sa masse est m = 80 kg.

7°- Calculez alors la valeur de l'énergie cinétique acquise par Philippe Goitschel lorsqu'il a atteint sa vitesse record.

Vous détaillerez votre calcul :

On néglige les frottements.

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Exercice 2: poids et masse (9 points)

1°- Quel appareil de mesure la postière a-t-elle utilisé?

2°- La postière a-t-elle annoncé le poids ou la masse de la lettre à Nino? Justifiez.

3°- Quelle est l'unité de poids d'un objet?

4°- Avec quel appareil mesure-t-on le poids d'un objet?

5°- Rappelez la relation qui permet de calculer le poids P d'un objet en fonction de sa masse m.

Vous préciserez toutes les unités.

6°- Sachant que, sur la Terre, g = 10N/kg, en déduire la valeur du poids de la lettre de Nino.

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Partie chimie (30 points)

1ère partie : détermination de la masse et du volume d'un petit morceau de

·une balance électronique ;

·un pèse personne ;

·des béchers ;

·des tubes à essais ;

·un cristallisoir ;

·une coupelle ;

·des verres à pied ;

·des erlenmeyers ;

·de l'eau.

1°- Proposez un protocole expérimental permettant de déterminer la masse du morceau de magnésium. Précisez le

2°- On souhaite maintenant mesurer le volume du morceau de magnésium. Comment peut-on procéder ? Décrivez

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2ème partie : combustion du morceau de magnésium (Mg) (6 points)

1°- Quel gaz contenu dans l'air permet de réaliser une combustion ?

2°- Sachant que la combustion de magnésium fait apparaître une poudre blanche d'oxyde de magnésium de formule

3°- Précisez le nom et le nombre de chacun des atomes constituant l'oxyde de magnésium. (5 pts)

3ème partie : atomes et ions (14 points)

1°- Sachant que l'atome de magnésium Mg possède 12 charges électriques positives dans son noyau, combien

2°- On considère l'ion magnésium Mg2+ .

2°- b. Toujours concernant Mg2+, combien possède-t-il d'électrons autour de son noyau ? Justifiez.

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3°- Comment l'atome de chlore, Cl, se transforme-t-il en ion Cl- ?

4°- Quel détecteur (réactif) utilise-t-on pour mettre en évidence la présence de l'ion chlorure Cl- ?

5°- Qu'observe-ton alors ?

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Partie électricité : (17 points)

Exercice 1 : lien entre tension observée

1°- Comment est qualifiée le régime permettant l'obtention de cette courbe?

Entourez la (les) bonne(s) réponses:

2°- Peut-on obtenir ce type de courbe avec une pile? Justifiez.

3°- Après avoir rappelé les données fournies par l'oscilloscope (bouton V/div), déterminez la valeur maximale de la