متحان الوطين املوحد للبكالوريا اال 2008الدورة االستدراآية

الفيزياء والكيمياء: املادة مسلك العلوم شعبة العلوم التجريبية : الشعب

الفيزيائية 7 : املعامل

س3: مدة اإلجناز

دراسة اخلل التجاري: ) نقط7 (الكيمياء) ويتميز بدرجة حم)ي محلوال مائيا لحمض اإليثانويك يعتبر الخل التجار والتي تمثل الكتلة (

. من الخل100g لحمض اإليثانويك الموجودة في (g) بالغرام )3CH COOHX ° ضية

X

:المعطيات C°25 تمت جميع العمليات عند -L1: الكتلة الحجمية للخل - /g mρ =

) : الكتلة المولية لحمض اإليثانويك - )3 60 . 1−M CH COOH g mol=

2 الموصلية المولية لأليون - 2

53, 49.10 . .

H OS m molλ 3H O+: 1− −

+ =

3 الموصلية المولية لأليون - 2

34,09.10 . .

CH COOS m molλ 3CH COO− : 1− −

− =

: تذآير

لهذه في المحلول والموصليات المولية األيونية Xi بداللة التراآيز الفعلية لألنواع األيونية تكتب الموصلية -

.األنواع آما يل

σiλ

i: ي iixλσ ⎡ ⎤⎣ ⎦= ∑

1S2S2 1.ol L

: دراسة ذوبان حمض اإليثانويك في الماء– Iالجزء . 1 .لحمض اإليثانويك ) ( و ) ( نتوفر على محلولين مائيين

ول لمحل- ) ا C ترآي( m 1 وموصليتهS 1زه المولي 5.10− −=2 11 3,5.10 .S mσ − −=

3زه المولي 1.C mol L 2S2 وموترآي ) ( المحلول - 5.10− −2 12 1,1.10 .S mσ − −=

3

صليته = نعتبر ذوبان حمض اإليثانويك في الماء تفاعال محدودا

) ن0.75( .اآتب معادلة التفاعل المنمدمج لذوبان حمض اإليثانويك في الماء. 1.1 و و أليونات األوآسونيوم عند التوازن بداللة أوجد تعبير الترآيز المولي الفعلي . 1.2

) ن0.75(

σ ⎡ ⎤+H O⎣ ⎦5H Oλ +

3CH COOλ −

3 ) ن0.5( ) .( و ) ( في آل من احسب . 1.3 éqH O+⎡ ⎤⎣ ⎦1S2S

لتفاعل حامض اإليثانويك مع الماء في آل محلول ؛ واستنتج تأثير الترآيز البدئي و حدد نسبتي التقدم النهائي . 1.4 )ن1( .هائيللمحلول على نسبة التقدم الن

1τ2τ

1S2S )ن1(ماذا تستنتج؟ ) . ( و ) (حدد ثابتة التوازن لتفاعل حمض اإليثانويك مع الماء بالنسبة لكل من . 1.5

: التحقق من درجة حمضية الخل التجاري – IIالجزء . 2

Vنأخذ حجما m0 حمضيته من 1 L=0C100 Ls

، ونضيف إليه الماء المقطر لتحضير وترآيزه المولي ) °7( خل تجاري درجةV ترآيزه المولي (S)محلول مائي m Cs وحجمه =

Vنعاير الحجم m 20A L=من المحلول (S)ترآيزه لهيول مائي بمحل

C m ( )BS( )aq aqNa HO+ + −

2 11,5.10 .B− −=

15,7BE L

دروآسيد الصوديوم

ol L

Vنحصل على التكافؤ عند إضافة الحجم mلول من المح( )BS = ) ن0.75( قاعدة – حمض اآتب المعادلة المنمذجة للتفاعل. 2.1SC( ) ن0.75( .)احسب . 2.2 .حدد درجة الحمضية للخل المدروس ،واستنتج هل تتوافق هذه النتيجة مع القيمة المسجلة على الخل التجاري. 2.3

) ن1.75(

-------

) نقط 13(الفيزياء

رفيع قياس قطر خيط–الموجات : ) نقط 3(1تمرين تستعمل أشعة الالزر في مجاالت متعددة نظرا لخاصياتها البصرية والطاقية، ومن بين هذه االستعماالت توظيفها لتحديد

.األبعاد الدقيقة لبعض األجسام : لخيط رفيع ننجز التجربتين التاليتينdلقياس القطر

:1التجربة . 1 E منبعث من جهاز الالزر، ثم نضع شاشة ول موجته بضوء أحادي اللون طa1 بها شق عرضه (P)نضيء صفيحة

مجموعة من البقع الضوئية، بحيث يكون عرض E، فنشاهد على الشاشة ) 1الشكل ( من الشق D = 1,6mعلى المسافة )2الشكل ( البقعة ال

λ

1مرآزية 4,8L cm=

على ) 2(وأتمم مسار األشعة الضوئية المنبثقة من الشق؛ وأعط اسم الظاهرة التي يبرزها الشكل ) 1(كل انقل الش. 1.1

) نE. )0.5الشاشة ) ن0.25(. لكي تحدث هذه الظاهرةaأذآر الشرط الذي ينبغي أن يحققه عرض الشق . 1.2θ ) نD .)0.25 و L1البقعة الضوئية المرآزية وأحد طرفيها بداللة بين وسط اآتب تعبير الفرق الزاوي . 1.3

θ1 بداللة تغيرات ) 3(يمثل منحنى الشكل . 1.4a

) نa. )0.5آيف يتغير عرض البقعة المرآزية مع تغير . 1.4.1λ1a )ن1( . واحسب حدد مبيانيا .1.4.2

2 2,5L cm

:2التجربة . 2

) 2( مثبت على حامل، فنحصل على شكل مماثل للشكل d ونضع مكانها بالضبط خيطا رفيعا قطره ( P) نزيل الصفيحة=مرآزية .d حدد بحيث يكون عرض البقعة ال

مبدأ إحداث شرارة في محرك السيارة–هرباء الك : ) نقط 4.5( 2تمرين Lأولية تتكون من وشيعة معامل تحريضها الذاتي : يعتمد نظام إحداث شرارة في محرك سيارة على دارتين آهربائيتين

. (Bougie d’allumage) تغذيها بكارية السيارة، ودارة ثانوية تتكون من وشيعة أخرى وشمعة االشتعال rومقاومتها . بنزين–يؤدي فتح الدارة األولية إلى ظهور شرارة تنبعث بين مربطي شمعة االشتعال وينتج عنها احتراق الخليط هواء

U = 10000Vتظهر هذه الشرارة عندما تتعدى القيمة المطبقة للتوتر بين مربطي شمعة االشتعال 1 ننمذج نظام إحداث شرارة في محرك سيارة بالترآيب الممثل في الشكل

:إقالة التيار الكهربائي في الدارة األولية : Iالجزء . 1

: حيث 2ننمذج الدارة األولية بالترآيب الممثل في الشكل - G بطارية السيارة والتي نماثلها بمولد مؤمثل لتوتر مستمر E = 12 V. - (b) وشيعة معامل تحريضها الذاتي L 1,5 ومقاومتهاr = Ω

4,5R - D يمثل موصال أوميا مكافئا لباقي عناصر الدارة مقاومته = Ω- K قاطع التيار . .i(t) فيمر في الدارة تيار آهربائي t = 0 عند اللحظة Kنغلق قاطع التيار . 1

) ن0.5( . ومثل عليها التوترات في االصطالح مستقبل2انقل تبيانة الشكل . 1.1

و محددا تعبيري الثابتتين تكتب على الشكل i(t)بين أن المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التيار . 1.2

)ن1( .

di iτ Adt τ+ =

Aτ ) ن0.75( . لها بعد زمنيبين ، باعتماد معادلة األبعاد ، أن الثابتة . 1.3

. 1.4 ) ن0.5( . أسفله منحنى تغيرات شدة التيار المار في الدارة بداللة الزمن3يمثل الشكل

τI0 ) ن0.5( . في النظام الدائم وشدة التيارعين مبيانيا ثابتة الزمن . 1.4.1

) ن0.5( (b) للوشيعة L معامل التحريض الذاتي استنتج. 1.4.2 : انعدام التيار في الدارة األولية– IIالجزء . 2 المار في الدارة وتظهر i(t)فتتناقض شدة التيار . ( t = 0 )نفتح الدارة األولية عند لحظة نعتبرها أصال جديدا للتواريخ . 2

.شرارة بين مربطي الشمعة في الدارة الثانوية ) ن0.5(. علل جوابك. ، التعبير الموافق لهذه الحالةi(t)حدد من بين التعبيرين التاليين ل . 2.11

B e( ) (1 )i t τ−

= − , 1

( ) .B e τ−

i t . ثابتةB حيث =لهما نفس ) ب ( و) أ(تين تغيرات شدة التيار بداللة الزمن بالنسبة لوشيع) ب ( و ) أ ( أسفله المنحنيين 4يمثل الشكل . 2.1

وأن اشتعال في الدارة الثانوية يتناسب اطرادا مع Uعلما أن التوتر . ومعاملي تحريض ذاتي مختلفينrالمقاومة

. آبيراUالشمعة يتم بكيفية جيدة آلما آان التوتر

it

ΔΔ

)ن1(. ة أفضلحدد الوشيعة التي يتم بواسطتها اشتعال الشمعة بكيفي

: دراسة حرآة قمر اصطناعي في مجال الثقالة المنتظم –الميكانيك : ) نقط 5.5 (3تمرين

وقد . زرقاء اليمامة ، قمر اصطناعي مغربي يقوم بمهام مراقبة الحدود الجغرافية للمملكة وبالتواصل واالستشعار عن بعد .شعار البعدي الفضائي بتعاون مع خبراء دوليينأنجز هذا القمر من طرف خبراء المرآز الملكي لالست

(S)ينجز هذا القمر االصطناعي . من سطح األرضh على ارتفاع 2001 دجنبر 10ثم وضع زرقاء اليمامة في مداره يوم . دورة حول األرض في اليوم الواحد14حوالي

. دائريا، وندرس حرآته في المرجع المرآزي األرضي (S)نفترض مسار

نعتب .ر األرض ذات تماثل آروي لتوزيع الكتلة . أمام المسافة الفاصلة بينه وبين مرآز األرض(S)نهمل أبعاد 6350tr: األرض شعاع : المعطيات Km=

116,67.10: ثابتة التجاذب الكوني ( )G SI−= :2

0 9,8 .g m s =− شدة مجال الثقالة على سطح األرض :84164 T لألرض حول المحوTالدورة s = ر القطبي

h : 1000h االرتفاع Km=

TSu : متجهة واحدية موجهة منO نحو S.

ومثل آذلك متجهة قوة التجاذب الكوني (S)ر االصطناعي للقمV ومثل عليها متجهة السرعة1انقل تبيانة الشكل . 1

) نS . )0.5التي تطبقها األرض على S

) نS. )0.25اعط التعبير المتجهي لقوة التجاذب الكوني التي تطبقها األرض على . 2 ) نS. )0.5اآتب في أساس فريني ، تعبير متجهة التسارع لحرآة . 3 :(S) على مرآز قصور القمر االصطناعي بتطبيق القانون الثاني لنيوتن. 4

) ن0.75( . دائرية منتظمة (S)بين أن حرآة . 4.1S0Tr ) ن0.5( . ؛ واحسب قيمتهاh و و بداللة Vاآتب تعبير . 4.2

246.10T

g

≈kg ) نM )0.75بين أن آتلة األرض هي . 5 ) ن0.75( .ال يبدو ساآنا بالنسبة لمالحظ أرضي(S)بين أن القمر االصطناعي . 6 بحيث يبدو ساآنا بالنسبة لمالحظ أرضي ويرسل بالدوران حول األرض بسرعة زاوية(’S)يقوم قمر اصطناعي . 7

.ت الجويةصورا إلى األرض تعتمد في التوقعاω

Cte2 = ) ن0.75( . المسافة الفاصلة بين سطح األرض والقمر االصطناعيZ ؛ حيث : أثبت العالقة . 7.1 3.( )Tr Zω + ) نZ. )0.75أوجد قيمة . 7.2

I–

3 ( ) 2 3 ( ) 3 ( )( ) ( )aq aq aqCH COOH aq H O CH COO H O

3 éqH O

3 33 3

CH COO H Oéq éqCH COO H O

3 3éq éqn CH COO n H O

3 3éq éqCH COO H O

3 33 3

CH COO H Oéq éqH O H O

3

3 3

éq

CH COO H O

H O

3 éqH O1S .2S

1S1

13

3 3

éq

CH COO H O

H O

2

3 3 21

3,5.10

4,09.10 3,49.10éqH O

3 4 1

3 10,89 . 8,9.10 .

éqH O mol m mol L

2S2

23

3 3

éq

CH COO H O

H O

2

3 3 22

1,1.10

4,09.10 3,49.10eqH O

3 4 1

3 20,28 . 2,8.10 .

éqH O mol m mol L

12

max

fx

x

3 3 2f eqeqx n H O H O Vmax .x C V CV

3 éqH O

C

1S3 1

1

1

éqH O

C

4

1 2

8,9.10

5.101 0,01781 1,78%

2S3 2

2

2

éqH O

C

4

2 3

2,8.10

5.10

2 0,0562 5,6%

3 3

,

3

éq éq

r q

éq

H O CH COOK Q

CH COOH

3 3éq éqH O CH COO3 3éq éq

CH COO C H O

2

3

3

éq

éq

H OK

C H O

1S

2

3 1

1

1 3 1

éq

éq

H OK

C H O

24

1 2 4

8,9.10

5.10 8,9.10K5

1 1,61.10K

2S

2

3 2

2

2 3 2

éq

éq

H OK

C H O

24

2 2 4

2,8.10

5.10 2,8.10K

5

2 1,66.10K

2

1

1K

k

1 2k K

II

–

3 ( ) ( ) 3 ( ) 2 ( )aq aq aqCH COOH HO CH COO H O

SC

3( )in CH COOH n HO

B BES AC V C V

B BES

A

C VC

V

21,5.10 15,7

20SC

2 11,17.10 .SC mol L

0C(S)

0 0 s sC V C V

00

s sC VC

V

1

0 1,17 .C mol L

X 100g

3 0 3( ) . . ( )X m CH COOH C V M CH COOHV100g

mV= 100gm

31 .g cm

100V mL 31,17 100.10 60X

0 7,02X g 0 7,02( )X

exp

100th

th

X X

X

7 7,02100 0,28%

7

------------------------

E

aa

1tan2

L

D

1

a

1

fa

1

aa

1L 1tan2

L

D

1f

a

2 2

2 1

1 11

a aa

5

0,2 0

3,15.10 0

635nm

1a

11 1tan

2

L

D1

1a

1

12

L

D a1

1

2 .Da

L

9

1 2

2 635.10 1,6

4,8.10a

5

1 4,23.10a m

1 42,3.a m

d

2

2 .Dd

L

9

2

2 635.10 1,6

2,5.10d

58,12.10d m

81,2d m

–

I

1u2u

E

1 2( ) ( )E u t u t

( ) ( )Ldi

E ri t Ri tdt

( )Ldi

E r R i tdt

( )di r R

i t Edt L

L

R rA E

1

tL R

.L t i

i u

T

0I

4i A( )i f t t = 0

10 s

0 4I A

L

L

R r

( )L R r 610.10 (4,5 1,5)L

56.10L H

II

00i It = 0

i OAt t

( )

t

i t Bet = 0(0)i Bi( )t t

( )0

ti

(0) 0i B I

Ui

t

i

ti = f(t)t

Ui

t

-

SV

F

F

STu

STu

SV

F

.

( )2

TSTS

T

G m MF u

r h

TMSm

(S)

( ), ,s u n

a

. .T T Na a u a n

. .T T Na a u a n

(S)

(S) -

-

F

(S) -

.S G

F m a

-

2

.. S T

TS GS

M MG u M a

rT h

2T

T

G TS

GMa u

r h

Na

.TS

u n

2. . T

T N

T

GMa u a n n

hr

2. 0T

NT

T

GMa u a n

r h

0Ta2

0T

T

GMaN r h

ST

dVa

dt

= 0 SdV

dt

SV cte

(S)SV cte

(S)

SV0gTrh

20T

N

T

GMa

r h

2

0SN

T

Va

r h

2 TS

T

GMV

r h

0 2

T

T

GMg

r

22

0T

S

T

rV g

r h

0T

T

gV rs

r h

V s

33

9,86350.10

7350.10Vs

17332,35 .V m ss

2 T

T

GMVs

r h

2

T

T

V r hsMG

2 3

11

(7332,35) (7350.10 )

6,67.10TM

245,92 10TM kg 246,0 10TM kg

(S)

(S)

2 ( )r hsTS Vs

3 3(6350.10 1000.10 )2

7332,35ST

6298,31ST s

T = 84164s

ST T

(S) 32

Tr Z cte

(S)

T

VS

sr Z

T

T

T

GM

r Zs

r Z

3

T

GMs

r Z

2

3

T

GMs

r Z

32

Tr Z GMsGM

32

Tr Z ctes

Z

2Ts

T

2

3

2

2Tr Z GM

T

2

2

.34T

GM Tr Z

2

32

.

4T

GM TZ r

11 2433

2

6,67.10 6.10 (84.164)6350.10

4Z

635, 214 10Z m

35214Z km