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Examens nationaux

Baccalauréat · Série D · Physique-Chimie — 2023

BAC D — Physique-Chimie — Sujet type n° 2

  • Série D
  • ⏱ 3 h
  • Coefficient 4
  • Niveau difficile
  • 11 questions

Consignes

  • L'usage de la calculatrice non programmable est autorisé.
  • Le candidat traitera les TROIS exercices.
  • Toute réponse numérique doit être accompagnée de son unité.
  • On prendra g0=9,8 m⋅s−2g_0 = 9{,}8\ \mathrm{m\cdot s^{-2}} et ln⁡2≈0,693\ln 2 \approx 0{,}693.

Exercice 1 — Chimie organique : alcools et esters

On dispose d'un composé organique oxygéné de formule brute \ceC3H8O\ce{C3H8O}.

1.
Ce composé peut correspondre à deux alcools isomères. Donner leur nom et préciser leur classe.
2 pts
2.
L'oxydation ménagée du propan-1-ol par une solution acidifiée de permanganate de potassium en défaut donne un composé AA, puis en excès un composé BB. Nommer AA et BB et donner leur formule semi-développée.
2 pts
3.
Écrire l'équation de la réaction d'estérification entre l'acide éthanoïque et l'éthanol.
2 pts
4.
Citer les trois caractéristiques de la réaction d'estérification.
1 pt

Exercice 2 — Mécanique : satellite en orbite circulaire

Un satellite d'observation décrit une orbite circulaire autour de la Terre, à une altitude h=600 kmh = 600\ \mathrm{km}. On assimile la Terre à une sphère de rayon RT=6 400 kmR_T = 6\,400\ \mathrm{km} et l'on néglige toute autre interaction que l'attraction terrestre.

Rappel

La vitesse d'un satellite en orbite circulaire de rayon rr est donnée par v=g0RT2rv = \sqrt{\dfrac{g_0 R_T^{2}}{r}}, où g0g_0 est l'intensité de la pesanteur au sol.

1.
Calculer le rayon rr de l'orbite du satellite, en kilomètres.
1 pt
2.
Calculer la vitesse du satellite sur son orbite, en mètres par seconde.
2,5 pts
3.
En déduire la période de révolution du satellite, en secondes.
2 pts
4.
Calculer le nombre de tours effectués par le satellite en 2424 heures. Arrondir au dixième.
1,5 pts

Exercice 3 — Radioactivité et datation

Le carbone 1414, noté \ce614C\ce{^{14}_{6}C}, est un isotope radioactif dont la période radioactive (demi-vie) vaut T=5 730T = 5\,730 ans.

1.
Calculer la constante radioactive λ\lambda du carbone 14, exprimée en an−1\mathrm{an^{-1}}.
2 pts
2.
Un fragment de charbon prélevé sur un site archéologique du Sahel présente une activité égale à 25 %25\,\% de celle d'un échantillon de bois vivant de même masse. Déterminer l'âge de ce fragment.
2,5 pts
3.
Expliquer le principe de la datation au carbone 14 et indiquer une limite de la méthode.
1,5 pts

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