Correction Dnb polynesie francaise série professionnelle 2019
PHYSIQUE – CHIMIE
Durée de l’épreuve : 30 min – 25 points
Les essais et les démarches engagés, même non aboutis, seront pris en compte
L’airbag
Extrait de la classification périodique des éléments
Partie A
L’airbag a été conçu pour améliorer la sécurité des passagers d’un véhicule lors des collisions frontales mais il ne dispense pas du port de la ceinture de sécurité. De nombreuses personnes pensent que l’airbag est un sac rempli d’air.
Le but de ce travail est de savoir si le gaz contenu dans l’airbag est vraiment de l’air. On rappelle que l’air est un mélange de nombreux gaz ; il est principalement constitué de dioxygène (21%) et de diazote (78%).
L’équation de la principale réaction chimique qui permet de produire le gaz qui gonfle l’airbag est donnée ci-dessous :
$\mathrm{2~ NaNO_{3} \longrightarrow 2~ Na + 3~ N_{2} }$
1. En utilisant l’extrait du tableau périodique des éléments, donner le nom de chacun des produits formés lors de cette réaction chimique.
Dans l’équation de réaction chimique, les produits se trouvent à droite de la flèche. Les produits formés lors de cette réaction chimique sont donc le sodium (de formule $\mathrm{Na}$ et le diazote (de formule $\mathrm{N_{2}}$).
2. Indiquer parmi les deux produits de la réaction celui qui est un gaz présent naturellement dans l’air.
Parmi les deux produits de la réaction, le diazote (de formule $\mathrm{N_{2}}$) est un gaz présent naturellement dans l’air.
3. Donner le nombre d’électrons qui « gravitent » autour du noyau de l’atome de sodium. Justifier la réponse.
D’après l’extrait de la classification périodique des éléments, l’atome de sodium a pour numéro atomique Z=11. Il possède donc 11 protons. Un atome est électriquement neutre. Il possède autant de protons (qui portent les charges positives) que d’électrons (qui portent les charges négatives). L’atome de sodium a donc 8 électrons qui « gravitent » autour de son noyau.
4. Indiquer si le gaz qui gonfle l’airbag est de l’air. Justifier la réponse en quelques lignes.
Le gaz qui gonfle l’airbag est du diazote. C’est un des constituants de l’air. L’air est principalement constitué de dioxygène (21%) et de diazote (78%). Le gaz qui gonfle l’airbag n’est donc pas de l’air.
Partie B
1. Le circuit électrique de mise à feu du détonateur peut être schématisé par une résistance R et un générateur. L’intensité I du courant électrique dans le circuit est mesurée à l’aide d’un ampèremètre.
Représenter le schéma normalisé du circuit.
Question 2 (4 points) :
2. La valeur de la résistance R est égale à 3 Ω. Le courant de mise à feu a une intensité I égale à 0,9 A. En utilisant la loi d’Ohm, calculer la tension U nécessaire au déclenchement de l’airbag.
Rappel : loi d’Ohm : U = RI
La loi d’Ohm est donnée par la relation :
$$U= R \times I$$
avec $R =~3~ \Omega$ (valeur de la résistance) et $I=~0,9~A$ (intensité du courant)
$$U= 3 \times 0,9 = 2,7~V$$
La tension U nécessaire au déclenchement de l’airbag est de 2,7 V.
3. Expliquer pourquoi il ne faut jamais contrôler la résistance d’un détonateur avec un ohmmètre pouvant présenter à ses bornes une tension de 3,5 V.
En mesurant la valeur de la résistance d’un détonateur avec un ohmmètre pouvant présenter à ses bornes une tension de 3,5 V, on atteint la tension nécessaire à la mise à feu du détonateur et on risque ainsi de déclencher l’airbag.