Sujet de brevet de physique chimie proposé en session de juin 2008 pour la série collège donné dans les académies du groupement est.
L’énoncé a été simplifié pour ne garder que l’essentiel (coupure par exemple des espaces destinés à répondre sur la copie ainsi que la première page). Cette épreuve dure 45 minutes et compte coefficient 1. La note est sur 20 et 2 points sont réservés à l’orthographe et la présentation.
Le sujet est suivi d’une correction

ÉLECTRICITÉ : 5 points

La tension du secteur

1) Choisir la bonne réponse en barrant ce qui est faux.

a) La tension du secteur est

• continue
• alternative
• constante

b) La tension du secteur est

• triangulaire
• carrée
• sinusoïdale

c) La tension du secteur a une fréquence de

• 40 Hz
• 50 Hz
• 60 Hz

2) Avec quel appareil mesure-t-on la valeur efficace d’une tension alternative ?

3) Compléter le schéma d’une prise de courant de la maison en indiquant le nom des différentes bornes.

4) Donner la valeur de la tension
a) entre la borne A et la borne B ?
b) entre la borne A et la borne C ?
c) entre la borne B et la borne C ?

MÉCANIQUE : 5 points

Les panneaux d’entrée et de sortie d’un village sont distants de 2 km. La vitesse est limitée à 50 km/h. Un scooter traverse le village en 3 minutes et 20 secondes,
1) Donner la relation liant la vitesse, la distance parcourue et le temps mis (durée) pour la parcourir. Préciser toutes les unités.

2) Exprimer la distance (d = 2 km) en mètre et le temps mis (t = 3 minutes et 20 secondes) en secondes.

3) Calculer la vitesse moyenne de ce scooter pendant la traversée du village en m/s.

4) Exprimer cette vitesse en km/h.

5) Le conducteur de ce scooter a-t-il pu être en infraction pendant cette traversée ? Justifier ta réponse.

6) Une voiture traverse ce village, qui est en ligne droite, à une vitesse constante de 50 km/h. Décrire le mouvement du conducteur de cette voiture :
– par rapport à la route :………………………………………………………….
– par rapport à la voiture :……………………………………………………….

CHIMIE: 8 points

Dans le sac des élèves, on trouve des règles en différents matériaux : en PVC, en plexiglas ou en aluminium.
1) Classer ces matériaux suivant leur catégorie :
– matériau(x) organique(s) :………………………………………………………….
– matériau(x) métallique(s) :…………………………………………………………

2) Citer une propriété des matériaux métalliques.

3) L’aluminium exposé à l’air se recouvre d’une couche d’oxyde d’aluminium (ou alumine), La formule chimique de l’oxyde d’aluminium est Al₂O₃

a) Donner le nom, le nombre et le symbole des atomes contenus dans l’oxyde d’aluminium.

b) Équilibrer l’équation bilan suivante :
Al + 0₂ ——> Al₂O₃

c) Donner le nom et la formule des réactifs et du produit de cette réaction

4) Pourquoi est-ce dangereux de brûler du PVC ?

Correction

ÉLECTRICITÉ

1. a) La tension du secteur est alternative

1. b) La tension du secteur est sinusoïdale

1. c) La tension du secteur a une fréquence de 50 Hz

2. La valeur efficace d’une tension alternative se mesure avec un voltmètre en mode alternatif

3.

4. a) La tension est de 0V ou de 230 V selon que B correspond au neutre ou à la phase

4. b) La tension est de 0V ou de 230 V selon que C correspond au neutre ou à la phase

4. c) La tension est de 230 V

MÉCANIQUE

1. où v est la vitesse, d la distance parcourue et t le temps mis pour parcourir cette distance.

v s’exprime en mètre par seconde, d en mètre et t en seconde.

2. 2 km = 2000 m
3 min = 3×60 s
= 180 s
donc 3 minutes et 20 seconde correspond à 180 + 20 soit 200 secondes.

3.

4. Une heure comporte 3600 seconde donc v = 10 x 3600 = 36 000 m/h
1 km correspond à 1000 m donc v = 36 km/h

5. Il ne s’agit que d’une vitesse moyenne. La vitesse peut varier au cours de sont déplacement et peut avoir été supérieure à 50 km/h

6. Par rapport à la route le conducteur effectue le mouvement que sa voiture: il suit une ligne droite à une vitesse constante de 50 km/h
Par rapport à la voiture le conducteur ne se déplace pas: il est immobile.

CHIMIE

1. Matériaux organiques: PVC, plexiglas
Matériau métallique: aluminium

2. Tous les matériaux métalliques sont des conducteurs électriques.

3. a) L’oxyde d’aluminium est composé de 2 atomes d’aluminium de symbole Al et de 3 atomes d’oxygène de symbole O

3. b) 4 Al + 3 0₂ ——> 2 Al₂O₃

3. c) Les réactifs sont l’aluminium de symbole Al et le dioxygène de symbole O₂ . Le produit est l’oxyde d’aluminium de formule 2 Al₂O₃.

4) La combustion du PVC dégage du chlorure d’hydrogène qui est un gaz toxique.