Bac Technologique
Classe : Terminale STL
Centre d’examen : Sujet zéro
Matière : Spécialité Physique-Chimie et Mathématiques
Année : Sujet zéro
Session : Normale
Durée de l’épreuve : 3 heures
Repère de l’épreuve :
L’usage de calculatrice avec mode examen actif est autorisé.
L’usage de calculatrice sans mémoire « type collège » est autorisé.
PHYSIQUE-CHIMIE : 14/20 points
MATHÉMATIQUES : 6/20 points
EXERCICE 1 (4 points) (physique-chimie et mathématiques)
Séparation d’un mélange d’acides aminés Les acides aminés sont des espèces chimiques organiques essentielles au bon fonctionnement de notre organisme. En laboratoire, l’électrophorèse des mélanges d’acides aminés permet de les séparer, de les identifier et d’estimer leur quantité.
EXERCICE 2 (6 points) (physique-chimie)
Des matériaux pour se protéger du soleil
Certains matériaux peuvent changer de teinte pour limiter l’effet du rayonnement ultraviolet.
Ils sont utilisés, par exemple, pour fabriquer des verres de lunettes dont la teinte varie en fonction de la luminosité ou des vitrages protégeant des rayons lumineux. Les phénomènes responsables de ce changement de couleur sont le photochromisme et l’électrochromisme.
L’objectif de cet exercice est d’étudier quelques propriétés de ces deux phénomènes.
EXERCICE 3 (4 points) (mathématiques)
Le candidat traitera 4 questions au choix parmi les 6 questions proposées.
Les questions sont indépendantes. Chacune d’elles est notée sur un point.
Le candidat choisit les quatre questions auxquelles il répond et indique clairement leur numéro sur sa copie en début d’exercice.
Les questions 1, 2 et 3 reposent sur la figure 1 donnée ci-dessous :
– Sur la figure 1 ci-dessus, l’unité de longueur est le centimètre ;
– la courbe 𝐶𝑓 tracée est celle de la fonction 𝑓 définie sur [1; 9] par 𝑓(𝑥) = ln(𝑥) ;
– la droite 𝑇 est la tangente à la courbe 𝐶𝑓 au point A d’abscisse 1 ;
– le point B a pour coordonnées (9 ; 0) ;
– C est le point de 𝐶𝑓 d’abscisse 9 ;
– la parallèle à l’axe des abscisses passant par C coupe la droite 𝑇 au point D.
EXERCICE 4 (5 points) (physique-chimie)
Vous indiquerez sur votre copie l’exercice 4 choisi : exercice 4 – A ou exercice 4 – B
EXERCICE 4 – A
Pipistrel Alpha Electro
Mots clés : oxydoréduction ; pile ; énergie et puissance électrique.
Le Pipistrel Alpha Electro est un petit avion biplace destiné à la formation des pilotes. Sa production a commencé en 2012 et il demeure le seul avion électrique commercial. Il fonctionne avec ’association de deux batteries lithium-ion utilisant la technologie NMC (nickel-manganèse-cobalt) refroidies par liquide.
On se propose d’étudier dans une première partie l’autonomie des batteries lithium-ion du Pipistrel Alpha Electro et dans une seconde partie le fonctionnement et les impacts environnementaux de l’utilisation de ces batteries.
EXERCICE 4 – B
: la cellule de Graetzel ou « cellule solaire à colorant »
Mots clefs : transfert d’énergie ; puissance électrique ; éclairement énergétique ; interaction lumière / matière ; concentration en quantité de matière ; dosage par étalonnage.
Une cellule à colorant
D’après le site de l’école polytechnique fédérale de Lausanne : actu.epfl.ch
Un professeur de chimie à l’École polytechnique fédérale de Lausanne est, avec son équipe, l’inventeur des cellules solaires à pigment photosensible, couramment appelées « cellules solaires à colorant » ou encore « cellules de Graetzel ». Il s’agit de cellules conçues pour convertir l’énergie fournie par le Soleil en électricité et qui promettent d’être une alternative intéressante aux panneaux photovoltaïques classiques.