A B

C

Terminales STI DEVOIR SURVEILLE N°2 CORRECTION

Exercice 1 : Humidité d’une maison (8 pts)

Dans une habitation, l’humidité contenue dans l’air correspond à une pression Pvap=1400 Pa à la

température de 20°C. 1) Indiquer à l’aide du diagramme d’état sous quelle forme se trouve l’eau dans ces conditions.

Dans ces conditions, l’eau est sous forme gazeuse (point A)

Dans la cuisine, on ouvre le congélateur. Une partie de l’air de

la pièce se retrouve alors au contact des parois du congélateur

dont la température est -17°C. 2) Indiquer par un point sur le graphique le nouvel état de l’eau.

point B 3) Quel est le nom de la transformation subie par l’eau à la question 2) ?

Préciser le nom des courbes traversées.

De gaz à solide, la transformation s’appelle une condensation.

La courbe rouge traversée est la courbe de vaporisation et la

verte, la courbe de fusion.

Après une douche, la pression de la vapeur d’eau dans la salle de bain vaut Pvap=3000 Pa à 26°C. 4) Déterminer à l’aide du diagramme la température maximale des éléments de cette salle de bains (faïence, meubles,

vitres,…) sur lesquels commencera la condensation.

Si la P reste à 3000Pa mais que la température descend, (projection du point C sur la courbe de

vaporisation), la température de « condensation » sera de 24°C (pointillés oranges)

Exercice 2 : Produire des glaçons (15 pts)

Un congélateur permet de transformer l’eau liquide prise au robinet à θ1=10°C pour former des

glaçons à la température θ2=-18°C.

Un bac à glaçons contient 10 compartiments pouvant chacun contenir

une masse de 14g d’eau. 1) Quel(s) phénomène(s) doit-on négliger pour que la masse d’eau reste constante

au cours de la fabrication des glaçons ?

Pour pouvoir considérer une masse d’eau constante, il faut qu’il n’y est

pas d’évaporation.

2) Calculer l’énergie échangée par l’eau liquide avec le congélateur lors du

passage de θ1=10°C à θf=0,0°C.

( )

= -5880J

3) Calculer l’énergie échangée par l’eau liquide avec le congélateur quand elle

passe sous forme de glace à θf=0,0°C.

= -46760J

4) Calculer l’énergie échangée par l’eau liquide avec le congélateur lors du passage de θf=0,0°C à θ2=-18°C.

( )

= -5292J

5) Quelle quantité totale d’énergie échange le congélateur pour former ces glaçons ?

En fait

un frigo (ou un congèle) va récupérer l’énergie de la source froide (les aliments)

pour qu’ils soient encore plus froids ; et grâce à de l’énergie électrique il va évacuer cette énergie vers

l’extérieur (touchez derrière votre frigo, c’est chaud !)

6) Donner l’allure de la courbe représentant l’évolution de la température en fonction du temps lors de la fabrication de

ces glaçons

θ

t

Exercice 3 : Dégivrage du pare-brise (9 pts)

Une couche de glace d’épaisseur e=0,2mm couvre la surface S=0,6m2 du pare-brise d’une voiture.

1) Montrer que la couche de glace correspond à une masse totale de 110,4 g.

2) Quelle énergie E faut-il fournir pour faire fondre toute cette glace sachant que la température de l’air est de

θ=0,0°C ?

3) Quelle doit-être la puissance P de la résistance chauffante pour obtenir un dégivrage en 2min30 ?

soit

=

Exercice 4 : Ouverture de portail (5 pts)

Les télécommandes permettant l’ouverture des portails automatiques

émettent sur une fréquence libre de 432 MHz.

1) A quel domaine de fréquence appartiennent ces ondes ?

432 Mhz appartient au domaine des Micro-Ondes

2) Pour obtenir une bonne réception, on utilise une antenne de longueur l =λ/2, antenne dite « demi-onde ».

Calculer la longueur de l’antenne utilisée.

= ce qui correspond à une longueur d’antenne de 0,347 m soit

34,7 cm