sujet asie du sud-est normal session 2013

13DNBGENPHCAA1 DNB Srie gnrale preuve de Physique - Chimie Page 1/9

DIPLME NATIONAL du BREVET

Session 2013

DURE : 45 min - COEFFICIENT : 1

Ce sujet comporte 9 pages numrotes de 1/9 9/9.

Le candidat sassurera en dbut dpreuve que le sujet est complet.

Le candidat rpond directement sur le sujet qui doit tre remis en fin dpreuve, lintrieur de la copie, sans le dgrafer.

Lusage de la calculatrice est autoris.

PHYSIQUE CHIMIE

Srie gnrale

BARME :

Premire partie : Les trains 7,5 points

Deuxime partie : Le TGV 5 points

Troisime partie : Le freinage 5,5 points

Orthographe et prsentation : 2 points

REPRE : 13DNBGENPHCAA1


Le transport ferroviaire

http://www.ac-nancy-metz.fr/ia57/noveant/sciences/Trains/tgv.html

Premire partie : Les trains (7,5 points)

1. Ladjectif ferroviaire fait rfrence au mtal dont sont essentiellement constitus les rails.

1.1. Nommer ce mtal.

1.2. Proposer un test simple permettant de distinguer ce mtal des autres mtaux couramment utiliss.

1.3. Nommer quatre autres mtaux couramment utiliss.


2. La plupart des trains fonctionnent avec des moteurs lectriques. Le transport de lnergie lectrique seffectue par des cbles mtalliques, appels catnaires, constitus notamment de cuivre.

2.1. Citer une proprit commune tous les mtaux.

2.2. Nommer le constituant de latome qui permet dinterprter la conduction lectrique dans un mtal.

2.3. Nommer lautre constituant de latome.

2.4. Ranger, dans le tableau ci-dessous, les termes suivants : atome lectron molcule ion

lectriquement neutre Charg lectriquement

Catnaire


3. Les trains assurent aussi le transport de marchandises et notamment celui de certaines substances dangereuses comme lacide chlorhydrique.

http://www.infolignes.com/reportages.php?contentId=92

3.1. Pour estimer le pH de trois solutions aqueuses, on dpose une goutte de chacune delles sur du papier pH dont le nuancier est prsent ci-dessous :

3.1.1. crire, dans la troisime colonne du tableau, la valeur du pH ainsi estim.

Solution Coloration prise par le papier pH pH 1 Rouge 2 Vert 3 Bleu fonc

3.1.2. Indiquer parmi ces trois solutions celle qui pourrait correspondre de lacide chlorhydrique. Expliquer la rponse en utilisant la conjonction car .


3.2. Pour mieux faire face dventuels accidents, un exercice dentranement a t organis. Voici le scnario retenu :

la suite dune collision avec un camion un passage niveau, un train transportant de lacide chlorhydrique se renverse. Lacide chlorhydrique contenu dans une de ses citernes se dverse sur la voie ferre. Quand lacide chlorhydrique entre en contact avec le fer, il se produit un dgagement gazeux de dihydrogne et il se forme des ions fer II.

http://www.niffylux.com/00000195-passage-a-niveau-3.html

3.2.1. Nommer les deux ractifs de cette transformation chimique.

3.2.2. Nommer les deux produits de cette transformation chimique.

3.2.3. Donner la formule des ions fer II.

3.2.4. Sur la citerne contenant lacide chlorhydrique, figure le pictogramme ci-dessous. Citer une prcaution prendre lors de lutilisation de lacide chlorhydrique.

SGH05 - Corrosif


Deuxime partie : Le TGV (5 points)

1. La masse m dun TGV est proche de 380 tonnes soit 380 000 kilogrammes.

1.1. Donner la dfinition du poids dun corps.

1.2. crire la relation permettant de calculer le poids P de ce TGV en fonction de la masse m et de lintensit de pesanteur g. Prciser lunit de chacune des grandeurs utilises.

1.3. Calculer le poids P de ce TGV. On prendra g 10 N/kg.

2. Ce TGV se dplace sur une voie ferre. On a reprsent ci-dessous la variation de lnergie cintique Ec du TGV en fonction de sa vitesse v.

0100200300400500600700800900

100011001200130014001500

0 50 100 150 200 250 300 350v (km/h)

nergie cintique (MJ)


2.1. Calculer lnergie cintique de ce TGV quand il se dplace la vitesse de 100 km/h (soit environ 28 m/s) en utilisant la relation.

Ec = 12 m.v

2

2.2. Vrifier graphiquement le rsultat prcdent. Les traits de lecture doivent apparatre sur le graphique. On rappelle que : 1 MJ = 1 000 000 J.

2.3. Dterminer graphiquement la valeur de lnergie cintique de ce TGV quand il se dplace la vitesse de 200 km/h. Les traits de lecture doivent apparatre sur le graphique.

2.4. Donner la valeur de lnergie cintique de ce TGV quand il est larrt. Expliquer la rponse.

2.5. Pour arrter les trains, les dispositifs de freinage classiques transforment lnergie cintique en nergie thermique. Cette nergie thermique nest pas rcuprable, on dit quelle est (cocher la bonne rponse) :

utilisable. renouvelable. perdue. nulle.

2.6. On considre que la distance de freinage est proportionnelle au carr de la vitesse. Quand la vitesse du train est double, la distance de freinage (cocher la bonne rponse) :

est deux fois plus grande. ne change pas. est quatre fois plus grande.


Troisime partie : Le freinage (5,5 points)

1. Au cours du freinage, certains TGV sont dots d'un systme permettant de faire fonctionner les moteurs lectriques du train comme une mini-centrale lectrique. Lnergie cintique est alors utilise pour faire tourner laxe du moteur.

1.1. Le diagramme suivant reprsente les conversions d'nergie au cours du freinage. Complter ce diagramme laide des expressions suivantes :

nergie perdue nergie cintique nergie lectrique.

1.2. Nommer la partie commune toutes les centrales lectriques.

2. En France, deux types de tension lectrique permettent dalimenter un moteur. On visualise laide dun oscilloscope successivement ces deux tensions :

Oscillogramme A Oscillogramme B chelle horizontale : 5 ms / DIV


2.1. Recopier dans la colonne qui convient chacun des termes suivants :

sinusodale priodique alternative continue variable.

Tension (oscillogramme A)

Tension (oscillogramme B)

2.2. Montrer que la priode T de la tension lectrique de loscillogramme A vaut 20 ms.

2.3. crire la relation (avec les units) qui permet de calculer la frquence f de la tension en fonction de la priode T.

2.4. Calculer la frquence f de la tension lectrique de loscillogramme A.

sujet asie du sud-est normal session 2013

Documents