Corrigé Bac S Physique - Chimie 2014
13
pages
Français
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2015
Cet ouvrage peut être téléchargé gratuitement
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Document 1. Le boson de Higgs
« La découverte du boson de Higgs est aussi importante pour l’histoire de la pensée humaine que la loi de la
gravitation universelle de Newton » s’enthousiasme Carlo Rovelli, du Centre de Physique Théorique de
Marseille-Lumini. La théorie de Newton, en son temps, avait prédit l’emplacement de Neptune avant même
que les astronomes ne l’observent directement. La découverte du boson de Higgs signe le triomphe de ce
qu’on appelle le « modèle standard » de la physique, qui a prédit depuis quelques décennies les détails les
plus infimes du monde et qui a été élaboré avec passion par les plus grands scientifiques ces cent dernières
années. Grâce au Higgs (comme l’appellent familièrement les physiciens), des voies s’ouvrent, permettant
d’explorer la texture de l’espace-temps ou de plonger dans les premiers moments de l’Univers. […] Le boson
de Higgs est une particule qui était présente dans un passé extrêmement lointain de l’Univers, autour de
10-10 s après le Big Bang, à une époque où la température frisait les 1015 °C. Si elle a été « vue » au CERN
(Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), c’est parce que de telles énergies ont été atteintes au
coeur du LHC (Large Hadron Collider ou Grand Collisionneur de Hadrons), recréant les conditions qui
régnaient alors.
D’après un extrait de Sciences et Avenir N°786, août 2012
Le modèle standard arrive à décrire toutes les particules élémentaires connues et la façon dont elles
interagissent les unes avec les autres. Mais notre compréhension de la nature est incomplète. En particulier,
le modèle standard ne répond pas à une question simple : pourquoi la plupart des particules élémentaires
ont-elles une masse ?
Les physiciens Peter Higgs, Robert Brout et François Englert ont proposé une solution à cette énigme. Leur
théorie est que, juste après le Big Bang, aucune particule n’avait de masse. Lorsque l’Univers a refroidi et
que la température est tombée en-dessous d’un seuil critique, un champ de force invisible appelé "champ de
Higgs" s’est formé en même temps que le boson de Higgs, particule qui lui est associée. L’interaction avec
ce champ répandu partout dans le cosmos permet aux particules d’acquérir une masse par l’intermédiaire
du boson de Higgs. Plus les particules interagissent avec le champ de Higgs, plus elles deviennent lourdes.
Au contraire, les particules qui n’interagissent pas avec ce champ ne possèdent aucune masse.
Voir
« La découverte du boson de Higgs est aussi importante pour l’histoire de la pensée humaine que la loi de la
gravitation universelle de Newton » s’enthousiasme Carlo Rovelli, du Centre de Physique Théorique de
Marseille-Lumini. La théorie de Newton, en son temps, avait prédit l’emplacement de Neptune avant même
que les astronomes ne l’observent directement. La découverte du boson de Higgs signe le triomphe de ce
qu’on appelle le « modèle standard » de la physique, qui a prédit depuis quelques décennies les détails les
plus infimes du monde et qui a été élaboré avec passion par les plus grands scientifiques ces cent dernières
années. Grâce au Higgs (comme l’appellent familièrement les physiciens), des voies s’ouvrent, permettant
d’explorer la texture de l’espace-temps ou de plonger dans les premiers moments de l’Univers. […] Le boson
de Higgs est une particule qui était présente dans un passé extrêmement lointain de l’Univers, autour de
10-10 s après le Big Bang, à une époque où la température frisait les 1015 °C. Si elle a été « vue » au CERN
(Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), c’est parce que de telles énergies ont été atteintes au
coeur du LHC (Large Hadron Collider ou Grand Collisionneur de Hadrons), recréant les conditions qui
régnaient alors.
D’après un extrait de Sciences et Avenir N°786, août 2012
Le modèle standard arrive à décrire toutes les particules élémentaires connues et la façon dont elles
interagissent les unes avec les autres. Mais notre compréhension de la nature est incomplète. En particulier,
le modèle standard ne répond pas à une question simple : pourquoi la plupart des particules élémentaires
ont-elles une masse ?
Les physiciens Peter Higgs, Robert Brout et François Englert ont proposé une solution à cette énigme. Leur
théorie est que, juste après le Big Bang, aucune particule n’avait de masse. Lorsque l’Univers a refroidi et
que la température est tombée en-dessous d’un seuil critique, un champ de force invisible appelé "champ de
Higgs" s’est formé en même temps que le boson de Higgs, particule qui lui est associée. L’interaction avec
ce champ répandu partout dans le cosmos permet aux particules d’acquérir une masse par l’intermédiaire
du boson de Higgs. Plus les particules interagissent avec le champ de Higgs, plus elles deviennent lourdes.
Au contraire, les particules qui n’interagissent pas avec ce champ ne possèdent aucune masse.
BACCALAURÉAT
Série : S
Épreuve :sciences physiques
Session 2014
Durée de l’épreuve: 3h30
Coefficient : 6
1
Exercice I
1.1
Les particules élémentaires ont une masse
1.2
10^-10 s après le big bang
2.1
Ec tend versl’infini
2.2
Oui elle a proportions
été
multiplié
Car 450Gev=7.2.10^-8J
dans
les
Et par le calcul avecDŽ=479.8 avec v=0.999997828.c
On trouve
2
Ec=7.197=7.2.10-8J
2.3 Etot=Ec+mp.c²
=DŽ.mp.c²
SiDŽgrand Etot=Ec
DŽ=479.8 avec v=0.999997828.c
Grand par rapport a 1
3.1
Ec=15*450Gev=6.75GeV
Ec1+EC2=2.EC=6.75 *2=13.5Tev
Commec’est15 environ énoncé c’est environ 14Tev
3.2
V TGV maxi =580km/h
M=444T
Ec=0.5mv²
dans
l
3
=5.8.10^9J
A COMPARER A 7Tev=1.10-6J
4
Exercice II
1.1
Acide methanoique
1.2
C=O OH :groupe acide(carboxyle)
C-OH : groupe alccol(hydroxyle)
COO-C : groupe ester
1.3
H+ provient de HCl (catalyseur) qui s’est décomposé en H+
5
1.4
c : formation liaison
Le doublet de O va vers C+
e :rupture liaison
La liaison C-O se rabat sur O+
1.5
O fait 2 liaisons , il en a 3 donc O+
C fait 4 liaisons , il en a 3 donc C+
2.1
malcool=0.81*18=14.58g
n alcool=0.81*18/74=0.197mol
macide=1.22*7.5=9.15g
nacide=9.15/46=0.199mol
6
pas même nombre de mole d’acide et d’alcool
2.2
Courbe C
Acide sulfurique a 50°
2.3
malcool=0.81*18=14.58g
n alcool=0.81*18/74=0.197mol
R=nester equi/n max
=0.125/0.197=0.634
Soit 63.4%
2.4
Pour augmenter la vitesse de réaction il est possible
7
-d’Utiliser un catalyseur qui augmente la vitesse de reaction mais sans modifier l’etat final
- d’augmenter la temperature
2.5
Il est possible d’augmenter le rendementd’(docune estérification 2B):
-En augmentant la proportion d’un des réactifs par rapport à l’autre Exemple :Acide formique en excès
3.1
3HC-CO-O-CH 3
8
3.2
Non car IR permetd’identifier les groupes caractéristique et ce sont les mêmes
3.3
RMN2 : éthanoate de méthyle
9
Exercice III
1
Le vaisseau doit échapper a l’attraction de la terre puis qu’il utilise l’attraction du soleil et il suit l’orbite de Hohmann
Puis il subit l’attraction gravitationnelle de mars et il peut se poser
2
Elle suit l’orbite de Hohmann en vert en partant de P pour arrivera A
Dsoleilmars-dsoleilterre=0.78*10^8KM
ON LE DIVISE PAR 2
SOIT D=0.39
On ajoute la distance soleil terre
1.5+0.39=1.89*10^8KM
CQFD
10
3.1
Il parcours la moitié de l’ellipse
SoitΔT=T/2
ΔT =0.5*√((4π²*a^3)/(GMs))
Eq aux dimensions
- -(s)=(m¨^(3))/(m^3*Kg^ 1*s ²*Kg)
m^3 et m^3 se simplifie
-Kg^ 1 *Kg=1 il se simplifie
Il reste donc s²=s²
CQFD
3.2
ΔT =4.48*10^7 S
La mission a duré 253J
2.18*10^7s
11
