terminale S Devoir surveillé n°1 mercredi 19/09/2018

SANS CALCULATRICE

nom, prénom : ……………………………………………………………………………………………………………… Ex1 – …………/9* Ex2 – …………/12* Ex3 – …………/9* Ex4 – …………/17* note …………/47*

Evaluation des compétences

APP (restituer des connaissances, extraire des

Informations)

REA (effectuer un calcul simple, un schéma…)

ANA (exploiter les connaissances, les

informations…) VAL (raisonner – justifier…)

A / B / C / D … /22* … /4* … /13* … /8*

Ex. 1. Eruptions solaires APP REA ANA VAL

Des perturbations dues aux éruptions solaires sont ressenties sur la haute atmosphère terrestre et le proche environnement spatial. Ces perturbations sont dues au rayonnement électromagnétique et aux particules chargées constituant le vent solaire. Les rayons X et ultraviolets parviennent au niveau de l'orbite terrestre huit minutes après un événement et perturbent les télécommunications radioélectriques. Les protons solaires atteignent la Terre une heure environ après l'éruption; ils peuvent créer des anomalies dans le fonctionnement du matériel embarqué à bord des satellites et éroder les panneaux solaires. Enfin, un flux constitué principalement d'ions et d'électrons arrive en moyenne deux jours après l'éruption et déclenche des orages géomagnétiques (aurores polaires).

La distance Terre-Soleil est de 150×106  km, la vitesse de la lumière est c = 300000 km/s

Exploiter le texte et document en annexe pour répondre aux questions suivantes.

1. Associer les noms des 2 rayonnements électromagnétiques cités dans le texte aux domaines de longueurs d’ondes indiqués par les accolades sur le document en annexe.

* *

2. Quelles sont les particules émises par les éruptions solaires ? *

3. Justifier l’indication « Les rayons X et ultraviolets parviennent au niveau de l'orbite terrestre huit minutes après un événement… ».

* * *

4. Indiquer si les effets des rayons X sont ressentis sur Terre ou en haute atmosphère. Justifier. * *

5. Justifier la position des capteurs permettant d'étudier l’essentiel des ondes radio. *

total

Ex.2. Un séisme dans le Jura APP REA ANA VAL

Le 23 février 2004, un séisme de magnitude 5,1 selon le Réseau National de Surveillance Sismique s'est produit à Roulans (dans le département du Doubs), à 20 km au nord-est de Besançon. Ce séisme a été ressenti très largement en dehors du Doubs dans tout l'est de la France, en Suisse et dans le nord-ouest de l'Allemagne, sans faire de victimes ni de dégâts significatifs. Lors d'un séisme, des ondes traversent la Terre. Elles se succèdent et se superposent sur les enregistrements des sismomètres. Leur vitesse de propagation et leur amplitude sont modifiées par les structures géologiques traversées. C'est pourquoi les signaux enregistrés sont la combinaison d'effets liés à la source, aux milieux traversés et aux instruments de mesure. Parmi les ondes sismiques, on distingue : - les ondes P ou ondes primaires, qui sont des ondes de compression ou ondes longitudinales ; leur célérité vp vaut en moyenne vp = 6,0 km.s– 1. - les ondes S ou ondes secondaires, appelées également ondes de cisaillement ou ondes transversales ; leur célérité vs vaut en moyenne vs = 3,5 km.s – 1.

1. Etude d’un sismogramme L'écart entre les dates d'arrivée des ondes P et S renseigne, connaissant la célérité des ondes, sur l'éloignement du lieu où le séisme s'est produit. Le document 1 en annexe présente un extrait de sismogramme relevé dans une station d'enregistrement après le séisme du 23 février de Roulans. On notera t0 la date correspondant au début du séisme, date à laquelle les ondes P et S sont générées simultanément. 1.1. En utilisant des informations du texte introductif, associer, sur le document en annexe à chaque signal

observé sur le sismographe, le type d'ondes détectées (ondes S ou ondes P). Justifier. * *

1.2. Relever sur ce document les dates d'arrivée des ondes S et P à la station d'enregistrement notées respectivement ts et tp.

*

1.3. Soit d la distance qui sépare la station d'enregistrement du lieu où le séisme s'est produit. Exprimer la célérité notée vS des ondes S en fonction de la distance d parcourue et des dates ts et t0.

* *

1.4. On peut montrer que la distance d peut être calculée par la relation :

.

Que représente ? Calculer d. * * *

Doc. 1a

Ex.3. Nomenclature en chimie organique APP REA ANA VAL

Soient les molécules organiques suivantes :

……………………………………………… acide …-méthyl……………………noïque butan-…-……………

1. Représenter les formules topologiques des molécules. * *

2. Entourer pour chaque molécule les groupes caractéristiques et indiquer à quelle classe fonctionnelle (ou famille chimique) elles appartiennent.

* * *

*

3. Proposer un nom à la molécule en a) et compléter les noms des molécules en b) et c). * * *

total

Ex. 4. Chimie et absorption APP REA ANA VAL

Une solution contenant une molécule de 4-dimethylaminocinnamaldehyde dont la nomenclature officielle est le 3-[4-(dimethylamino)phenyl]prop-2-ènal (voir ci-contre) à la concentration c = 1,42x10–2 mol.L–1 possède le spectre reproduit en annexe.

Donnée : numéros atomiques des atomes H : Z=1 ; C : Z=6 ; N : Z=7 ; O : Z=8.

1. Etude du nom et de la formule de la molécule

1.1. Donner la formule brute puis représenter la formule semi-développée de cette molécule. * * *

1.2. Justifier que cette molécule puisse appartenir à la famille (ou classe fonctionnelle) des aldéhydes. Donner le nom du groupe caractéristique.

* *

1.3. En exploitant le nom de la molécule, identifier les deux autres familles chimiques avec lesquelles on peut trouver un lien. Justifier en entourant et légendant les « groupes caractéristiques » sur la formule semi-développée.

* * *

1.4. Identifier sur la formule semi développée le carbone n°3. Justifier sa numérotation. * *

2. Etude du spectre d'absorption

2.1. La spectroscopie d'absorption est-elle pour l'essentiel réalisée dans domaine des ondes électromagnétiques visibles ? Préciser.

* *

2.2. Compte tenu du spectre observé, quelle couleur peut-on alors prévoir pour cette espèce chimique ? Justifier.

* *

2.3. Que peut-on prévoir pour le spectre obtenu si la concentration est plus élevée ? La couleur de la solution sera-t-elle modifiée. Justifier.

* * *

total

2. À propos des séismes

2.1. A partir de l'épicentre, les ondes sismiques se propagent-elles dans une direction privilégiée ? *

2.2. Que transportent les ondes sismiques au cours de leur propagation ? *

2.3. À propos des ondes P, le texte évoque des ondes longitudinales. Définir une onde longitudinale. *

2.4. Pourquoi le texte donne-t - i l les valeurs moyennes pour les célérités des ondes sismiques ? *

total

O

N

Donnée : spectre visible

CH3 CH CH2

CH3NH2c)

OH C CH2 CH CH3

CH2 CH3Ob)

CH3 CH CH CH3

CH3 OHa)

nom, prénom : ………………………………………………………………………………………………………………

Annexe DS n°1

Ex. 1. Eruptions solaires

Ex.2. Un séisme dans le Jura.

Ex. 3. Caractérisation d'une molécule

nom, prénom : ………………………………………………………………………………………………………………

Annexe DS n°1

Ex. 1. Eruptions solaires

Ex.2. Un séisme dans le Jura.

Ex. 3. Caractérisation d'une molécule