Bac Général
Classe : Terminale
Centre d’examen : Centres Etrangers Afrique
Matière : Physique-Chimie
Année : 2021
Session : Normale
Durée de l’épreuve : 3 heures 30
Repère de l’épreuve : 21-PYCJ1G11
L’usage de la calculatrice avec le mode examen activé est autorisé.
L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège », est autorisé.
Le candidat traite 3 exercices : l’exercice 1 puis il choisit 2 exercices parmi les 3 proposés.
Exercice 1 : PREPARATION D’UNE BIERE BRUNE AROMATISEE (10 points)
Depuis l’antiquité, les bières sont produites selon le même procédé à partir de quatre constituants :
l’eau, le malt, le houblon et les levures. L’origine des ingrédients et les différentes étapes de transformation vont apporter à la bière sa couleur, sa saveur ou encore son amertume.
Entre 250 et 300 espèces chimiques présentes dans la bière proviennent des huiles essentielles du houblon, parmi lesquelles plus de 60 esters différents dont les plus importants sont l’acétate d’éthyle, l’acétate d’isoamyle, l’acétate d’isobutyle, l’acétate de phényle, l’hexanoate d’éthyle et le caprylate d’éthyle
EXERCICES AU CHOIX DU CANDIDAT : Vous indiquerez sur votre copie les 2 exercices choisis : exercice A ou exercice B ou exercice C.
Exercice A : LES SUPERCONDENSATEURS (5 POINTS)
Un supercondensateur permet de stocker et de restituer rapidement de l’énergie électrique. Dans certains transports en commun, un supercondensateur est utilisé pour emmagasiner un maximum d’énergie électrique en quelques secondes lors des phases de freinage.
Si des condensateurs classiques étaient utilisés à la place des supercondensateurs, il faudrait des armatures de très grandes surfaces et très rapprochées, séparées par un excellent diélectrique.
Exercice B : DETERMINATION DE LA MASSE DE LA LUNE (5 POINTS)
Au XVIIème siècle, Galilée a établi que la vitesse d’un objet en chute libre est indépendante de la masse de cet objet : lâchés avec des conditions initiales identiques, deux objets quelconques ont le même mouvement de chute libre.
Une vérification expérimentale spectaculaire a été réalisée sur la Lune par l’astronaute David Scott en 1971.
Scott a utilisé un marteau et une plume qu’il a lâchés simultanément d’une même hauteur avec une vitesse initiale nulle. Les deux objets ont touché le sol lunaire au même instant.
Exercice C : LA CONGELATION DE L’EAU (5 POINTS)
Dans cet exercice, on souhaite estimer la durée nécessaire pour que toute l’eau d’un bac à glaçons, placée dans un congélateur, soit transformée en glace. L’eau est initialement à la température ambiante. On distingue deux phases au processus.
(phase a) : Le refroidissement de l’eau de la température ambiante (𝑇𝑎) à la température de solidification (𝑇𝑠).
(phase b) : Le changement d’état de l’eau qui s’effectue à température constante (𝑇𝑠).