Correction Dnb Polynésie française série professionnelle septembre 2019
PHYSIQUE – CHIMIE
Durée de l’épreuve : 30 min – 25 points
Les essais et les démarches engagés, même non aboutis, seront pris en compte
Ariane 5
Exercice 1
Le 26 septembre 2018 a eu lieu le 100ème lancement d’Ariane 5.
Le moteur de l’étage supérieur d’Ariane 5 utilise comme combustible le propergol, constitué d’atomes de carbone, d’azote et d’hydrogène.
La combustion produit des molécules de $\mathrm{N_{2}}$, de $\mathrm{CO_{2}}$ et de $\mathrm{H_{2}O}$.
Le but de l’exercice est de déterminer si la combustion du propergol a un impact sur l’environnement.
Document 1 : Extrait du tableau périodique des éléments
Document 1 : Extrait du tableau périodique des éléments
Le propergol est constitué d’atomes :
– de carbone de symbole C,
– d’azote de symbole N
– d’hydrogène de symbole H.
2. Donner le nom des produits obtenus lors de la combustion.
Les produits obtenus lors de la combustion du propergol sont le diazote de formule $\mathrm{N_{2}}$, le dioxyde de carbone de formule $\mathrm{CO_{2}}$ et l’eau de formule $\mathrm{H_{2}O}$.
3. Un des gaz responsables de l’effet de serre trouble l’eau de chaux. En déduire si la combustion du propergol contribue à l’effet de serre. Justifier votre raisonnement.
D’après le document 2, le gaz au contact duquel l’eau de chaux se trouble est le dioxyde de carbone. La combustion du propergol produisant du dioxyde de carbone, elle contribue donc à l’effet de serre.
Exercice 2
Afin de permettre à la fusée Ariane 5 de décoller, une succession de combustions lui permet de subir une poussée d’environ 15 000 kN. La masse d’une fusée Ariane 5 est de 750 000 kg.
Le but de l’exercice est de vérifier si la poussée subie est suffisante au décollage.
1. Parmi les formules suivantes, recopier la formule adaptée au calcul du poids de la fusée.
$$p=\dfrac {m}{g}~~~~~~~~p=m \times g~~~~~~~~p=\dfrac {m}{g}$$
La formule correcte pour calculer le poids de la fusée est :
$$p=m \times g$$
2. Calculer le poids de la fusée au décollage. On donne : g = 10 N/kg.
Le poids est donné par la relation :
$p=m \times g$
avec $m = 750 000~ kg$ (masse de la fusée) et $g = 10~N/kg$ (intensité de la pesanteur)
$$p=750000~kg \times 10~N/kg = 7500000~N$$
Le poids de la fusée au décollage est de $7500000~N$.
3. Convertir le résultat précédent en kN, sachant que 1 kN = 1 000 N.
1 kN = 1 000 N donc 7500000 N = 7500 kN
Le poids de la fusée au décollage est de 7500 kN
5. Le décollage d’une fusée nécessite une poussée d’une valeur supérieure à 1,8 fois son poids.
Déterminer si cette condition est atteinte.
$\dfrac{Poussée}{Poids}=\dfrac{15000~N}{7500~N}=2$
La valeur de la poussée est deux fois supérieure au poids de la fusée. La condition pour que la fusée décolle ( poussée d’une valeur supérieure à 1,8 fois son poids) est donc atteinte.