Microsoft Word - DevVacance_2014.doc

النسخ

1 ( تمارين عامة مراجعة خاصة بالعطلة الشتوية / بكارلوريا 05 التمرين 0 إن تطو ر الصناعات الا لكترونية المجهرية آان له فضل آبير على على تطو ر الصناعات الالكتروميكانيكية حيث تعتمد هذه الا خيرة على تثبيت شراي ح إلكترونية للتحك م في أجهزة ميكانيكية مثال : صناعة السيارات ( يتطر ق هذا التمرين إلى دراسة آيفية التحكم في نفخ وخروج الا آياس الواقية في سيارة أثناء الصدم العنيف (Airbag تتشكل الجملة أساسا من مكثفة سعتها قابلة للتغي ر حيث أن أحد لبوسيها ثابت والا خر يتحر ك بفعل العطالة عند اصطدام السيارة بحاجز ننمذج الترآيبة في الشكل : مول د مثالي قو ته المحرآة الكهرباي ية = 5V مكث فة سعتها مثب تة على القيمة = 00μF ناقل أومي مقاومته Ι سلوك الدارة قبل الص دم : في اللحظة = 0 t تكون المكث فة فارغة نقوم بغلق القاطعة =i باستعمال جهاز إعلام ا لي مزو د بحبكة نمث ل في الشكل البيانين u = f t و g t معلوماتية ما هو البيان الموافق ل u وما هو الموافق ل i حد د بصفة تقريبية نظامين لاشتغال الدارة أوجد بيانيا ثابت الزمن τ لهذه الدارة ( 4 احسب قيمة مقاومة الناقل الا ومي 5 استعن با حد البيانين لا يجاد شحنة المكث فة عند انتهاء الشحن N u 6 احسب شحنة المكث فة في النظام الداي م مع التعليل بصفة آيفية i( A الشكل ΙΙ عند الص دم : عند اصطدام السيارة بحاجز تكون المكث فة مشحونة تماما يقترب اللبوس المتحر ك من اللبوس الثابت فتزداد سعة المكث فة اختر العبارة الصحيحة من بين العبارات التالية مع التعليل : 0, d k = = = kd حيث : k d t ns k عبارة عن ثابت d هي المسافة بين اللبوسين الشكل هي سعة المكثفة أ أعط عبارتي التوتر بين طرفي المكث فة وشحنة المكث فة بدلالة قبل الصدم وبي ن أن الصدم يعمل على رفع قيمة u ( V A B شحنة المكث فة ب انقل شكل الدارة الكهرباي ية وبي ن عليه جهة التيار عند الصدم هذا التيار الكهرباي ي هو الذي ي ستعمل لحرق الوقود الكيمياي ي الذي يثير تفاعلا آيمياي يا سريعا جد ا ينتج عنه غاز الا زوت الذي ينفخ الا آياس u ( V = 00Ω t u ( بين طرفي المكث فة τ = التمرين 0 تتا لف الدارة المقابلة من : Ι مول د التوتر بين طرفيه ثابت ناقل أومي مقاومته مكث فة سعتها نغلق القاطعة عند = 0 t وباستعمال تجهيز مناسب نشاهد التوت ر t u حيث = e τ الزمنية أد ت الدراسة النظرية إلى إيجاد العبارة هو ثابت الزمن بين على الدارة آيفية ربط راسم الاهتزاز المهبطي لمشاهدة حد د قيمة القوة المحرآة الكهرباي ية للمول د مع التعليل أوجد قيمة ثابت الزمن موض حا الطريقة المت بعة 4 بي ن أنه عند اللحظة t = τ يصل التوت ر بين طرفي المكث فة إلى القيمة u = 0,6 u ( t 0,5 4 t( ms

2 t = 0 وذاتيتها نستعين بالتجهيز السابق ونغلق القاطعة عند i( ma r نستبدل المكث فة في الدارة السابقة بوشيعة مقاومتها ΙΙ نشاهد البيان it 8 (, r = 00Ω r t( ms ما هي الظاهرة الفيزياي ية التي نستنتجها من البيان اآتب المعادلة التفاضلية بدلالة شد ة التيار استنتج من المعادلة التفاضلية السابقة عبارة شد ة التيار I في النظام الداي م بدلالة 4 احسب مقاومة الوشيعة di I 5 بي ن أنه عند = 0 t يكون = حيث τ هو ثابت الزمن للدارة dt τ 6 استنتج من البيان قيمة ثابت الزمن وبي ن أنه متجانس مع الزمن r أو وشيعة مقاومتها = 00Ω والتي ي مكن أن تكون ناقلا أوميا مقاومته التمرين 0 لدينا ثلاثة عناصر آهرباي ية : أو مكث فة فارغة سعتها وذاتيتها Ι نغذي الدارة المقابلة بواسطة مول د مثالي للتوترات قوته المحرآة الكهرباي ية ثابتة مهما آانت شدة التيار (الشكل ( عبارة عن مصابيح D نغلق القاطعة عند اللحظة = 0 t فنلاحظ اشتعال داي م للمصباحين و أما المصباح يشتعل ا نيا ثم ينطفي ما هي النتيجة الا ولية التي ي مكن استخلاصها فما يخص طبيعة العناصر الثلاثة في أي فرع من الفروع الثلاثة تتحق ق استمرارية التوت ر عل ل باختصار ( B ( A ΙΙ نربط العنصر مع ناقل أومي ( D بالمول د السابق نغلق القاطعة في اللحظة مقاومته = 00Ω t = 0 ونغذي ثناي ي القطب بي ن على الدارة بعد نقلها على ورقة الا جابة جهة التيار وجهة حرآة الالكترونات وجهتي التوترين بين طرفي الناقل الا ومي والعنصر أوجد اآتب المعادلة التفاضلية التي يحق قها التوتر بين طرفي αt إن لهذه المعادلة التفاضلية حل من الشكل u = Ae + B A B α بدلالة مميزات الدارة 4 اآتب المعادلة التفاضلية التي يحق قها التوتر u ( u = e t 5 بي ن أن العبارة الزمنية a للثابت a الثوابت بين طرفي الناقل الا ومي هي حل لهذه المعادلة التفاضلية وذلك باختيار مناسب 6 بي ن أنه في اللحظة t = τ ln يكون التوتران بين طرفي D و متساويين 7 نربط الدارة للمدخلين و لراسم اهتزاز مهبطي بدون ذاآرة ( B ( A نغلق القاطعة فنشاهد البيانين و ( ( أ أنسب آل بيان للمدخل الموافق مع التعليل ب احسب أعظم شدة للتيار المار في الدارة (الشكل ( الشكل 4 الشكل الشكل الشكل uv ( 0 ( t

3 و ومولد ي عطي إشارة مرب عة حيث نضبط توتر الخروج على نحق ق الدارة الممث لة في الشكل باستعمال العنصرين ΙΙΙ قيمة (الشكل ( نربط الدارة للمدخلين A و B لراسم اهتزاز مهبطي ذي ذاآرة نشاهد على الشاشة البيانين الممثلين في الشكل 6 الشكل 5 ( A ( B uv جزء من البيان المشاهد في المدخل A 0 5 t ( ms جزء من البيان المشاهد في المدخل B اعتمادا على البيانين مع التعليل المختصر حد د طبيعتي آل من و أوجد مميزات آل من و

4 التمرين 04 في وسط حامضي تتحل ل تلقاي يا شاردة الثيوآبريتات SO + SO ( aq + HO ( aq = S( s + SO( aq + HO ( aq حسب المعادلة الكيمياي ية : ي مكن متابعة هذا التحو ل الكيمياي ي بالعين المجر دة لا ن ذرات الكبريت تعت م المحلول تدريجيا نتوفر في المخبر على ما يلي : 600 m m 00 بياشر : 500 m 50 m 00 m حوجلات : m 50 5 m 0 m 0 m m 5 ماصات : 500 m m 00 مخابر مدرجة : ميزان إلكتروني ماء مقط ر Na SO,5HO قارورة بها ثيوآبريتات الصوديوم الم ماه Ι نقوم بتحضير محلولين لثيوآبريتات الصوديوم المحلول الا ول : S اذآر البروتوآول التجريبي لتحضير المحلول الثاني حجمه S ( محلول S = 0, mol/ وترآيزه المولي V = 500m S : S mol/ = 0,05 انطلاقا من المحلول اذآر البروتوآول التجريبي لتحضير محلول حجمه V = 50m وترآيزه المولي ΙΙ نستعمل آا سي بيشر مرقمين ( و ( نضع في الكا س ( 45m من المحلول وفي ( 45m من المحلول S ثم نضع الكا سين على ورقتين س ج ل على آل واحدة علامة (+ باللون الا سود S في اللحظة = 0 t نضيف لكل آا س 5m من محلول حمض آلور الهيدروجين = mol/ ترآيزه المولي ( HO, l في اللحظة t = s نلاحظ من أعلى الكا س أن (+ قد اختفى تحت الكا س ( أما تحت الكا س ( فا ن (+ اختفى في اللحظة t = 5s احسب آمية مادة المتفاعلين في آل آا س آيف ت فس ر اختفاء (+ في الكا س ( قبل اختفاي ها في الكا س ( ما هو العامل الحرآي المتدخل أ أنشي جدول التقد م للتفاعل في الكا س ( ثم في الكا س ( ب حد د المتفاعل المحد في آل آا س ج احسب آتلة الكبريت في آل آا س في نهاية التفاعل التمرين 05 ماء جافيل مادة مطه رة نحصل عليه بحل غاز الكلور الهيدروآسيد l في محلول هيدروآسيد الصوديوم ( Na, OH ( OH معادلة التحضير هي : lo هي شاردة الهيبوآلوريت بزيادة وهذا الذي ي عطي الصفة القاعدية لماء جافيل ( + = + + l OH lo l H O ( Hypochlorite ( حيث تكون شوارد تكم ن خواص ماء جافيل في شاردة الهيبوآلوريت لكن هذه الشاردة تتحل ل في وسط قاعدي تلقاي يا بمرور الوقت حسب المعدلة : lo = l + O ( lo + l + HO + = l + HO وتحل ل في وسط حامضي حسب المعادلة : غاز الكلور هو غاز سام جد ا آ تب على قارورة ماء جافيل العبارتان التاليتان : يجب حفظه في مكان بارد لا ي مزج أثناء الاستعمال مع منظفات أخرى لها طبيعة حامضية نعب ر عن ترآيز ماء جافيل بدرجته الكلورومترية chl مثلا ماء جافيل درجته الكلورومترية غاز الكلور ( chl l مقاسا في الشرطين النظاميين في محلول هيدروآسيد الصوديوم لتحضير من ماء جافيل معناها أنه حل لنا من chl ( بقي بدون استعملا لمدة طويلة وذلك حسب درجة حرارة الوسط نمث ل في الشكل تطو ر الدرجة الكلورومترية لماء جافيل الذي آان محفوظا فيه 4

5 ( chl ( lo احسب ترآيز شوارد الهيبوآلوريت في ماء جافيل درجته الكلورومترية chl 48 لماذا آ تب على علبة ماء جافيل العبارة : > لا ي مزج عند استعماله مع منظفات أخرى لها طبيعة حامضية < حسب البيانات المرسومة في الشكل المقابل هل العبارة : > ي حفظ في مكان بارد < مبر رة 4 في درجة حرارة مرتفعة يتفك ك ماء جافيل ذاتيا أ ما هي المعادلة الكيمياي ية الموافقة لذلك ب احسب حجم الا وآسجين المنطلق مقاسا في الشرطين النظاميين الناتج عن قارورة ماء جافيل حجمها 50m ودرجتها chl 8 التمرين 06 إن أآسدة شوارد اليود I بواسطة الماء الا آسوجيني هو تفاعل بطيء ي نمذج بالمعادلة الكيمياي ية : ( H O + HO + + I = 4HO+ I من أجل متابعة تطو ر هذا التحو ل الكيمياي ي نعاير ثناي ي اليود الناتج بواسطة محلول ماي ي لثيوآبريتات البوتاسيوم, SO بوجود صمغ النشاء الذي يكشف وجود ثناي ي اليود في المزيج المتفاعل حيث أنه يتلو ن بالا زرق الد اآن بوجود معادلة تفاعل المعايرة هي : SO + I = SO I نضع في بيشر : I (, I ( V = 50m من محلول يود البوتاسيوم ترآيزه المولي 0, mol/ = 0, mol/ من حمض الكبريت ترآيزه المولي V = 50m آمية قليلة من صمغ النشاء = 0, mol/ لثيوآبريتات البوتاسيوم ترآيزه المولي S من المحلول V = m = mol/ في اللحظة = 0 t نضيف V =,5 m من الماء الا آسوجيني ترآيزه المولي في اللحظة t = 0s نلاحظ أن المحلول يتلو ن للمر ة الا ولى باملزرق الداآن نضيف عندها للمزيج اللون الا زرق الداآن ا نيا فكل ما ظهر اللون الا زرق الداآن نضيف m من المحلول m من المحلول ( S ( S استعملنا النتاي ج المتحص ل عليها في المدة 000s ابتداء من اللحظة = 0 t لرسم البيان حتى ينتهي المتفاعل المحد ( احسب آمي ة المادة الابتداي ية للمتفاعلين أ بدون وجود ثيوآبريتات البوتاسيوم في المزيج أنشي جدول التقد م ب احسب آمية مادة ثناي ي اليود الممكن الحصول عليها في ( أ احسب آمية مادة شوارد الثيوآبريتات عند آل إضافة للمحلول t( semaine ( S فيختفي x = f t حيث x هو تقدم التفاعل x( mmol 00 ب استنتج آمي ة مادة ثناي ي اليود المتشكل في t( s التفاعل ( عند آل ظهور للون الا زرق الداآن 4 حد د تقد م التفاعل ( عند اللحظة t = 0s 5 يتلو ن المزيج باللون الا زرق الداآن للمر ة الثانية عند اللحظة 6 ما هو عدد المرات التي يظهر فيها اللون الا زرق الداآن خلال مد ة التجربة 7 عر ف زمن نصف التفاعل وأوجد قيمته من البيان t = 4s بي ن أن تطو ر الجملة يتباطا بمرور الوقت 5

6 00m ( HO التمرين 07 محلول لفوق أآسيد الهيدروجين حجمه V = 0m نضعه في حوجلة سعتها ونكمل الباقي بالماء S S S المقط ر فنحصل على محلول نا خذ حجما V = 0m من المحلول ونضعه في أرلنمير يحتوي على محلول من يود البوتاسيوم موجود بزيادة و 5m من حمض الكبريت H I / I O/ و HO( اآتب معادلة الا آسدة إرجاع علما أن الثناي يتين المتفاعلتين هما ( aq l aq aq = 0, mol بعد انتهاء التفاعل نعاير ثناي ي اليود الموجود في الا رلنمير بواسطة محلول ثيوآبريتات الصوديوم ترآيزه المولي فيختفي اللون الا سمر عند إضافة حجم =,85 m الثناي ية الخاصة بهذا المحلول هي SO / SO 0, 4 6 x S V أ اآتب معادلة تفاعل المعايرة ب احسب الترآيز المولي للمحلول نقول عن محلول للماء الا آسجيني أنه ثم للمحلول عندما يتحل ل لتر منه ذاتيا وي عطي حجما قدره مقد را باللتر من غاز الا آسجين [ H ]( O mol ( xv S S ما هي قيمة x الموافقة للمحلول 4 نريد الا ن أن نتابع تطو ر تفاعل التفك ك الذاتي لحجم قدره 00m V = من الماء الا آسجيني مث لنا في البيان المقابل تغيرات بدلالة الزمن [ HO ] أ عر ف السرعة الحجمية المتوس طة لاختفاء الماء الا آسجيني ثم احسب هذه السرعة في المجال الزمني 5, 0mn [ ] ب عر ف السرعة الحجمية اللحظية لاختفاء الماء الا آسجيني ثم احسب هذه السرعة عند = 0 t ج استنتج سرعة التفاعل عند = 0 t د اوجد زمن نصف التفاعل =,4 الحجم المولي للغازات mol t( mn 5 التمرين 08 تضم دارة آهرباي ية على التسلسل : مول دا آهرباي يا قوته المحرآة الكهرباي ية ثابتة = 6 V وشيعة ذاتيتها ومقاومتها r ناقلا أوميا مقاومته = 00 Ω نربط الدارة إلى آمبيوتر مزو د بحبكة معلوماتية نغلق الدارة في اللحظة = 0 t (, r نحصل على البيانين و في الشكلين و B A u أوجد المعادلة التفاضلية بدلالة شدة التيار ثم بدلالة VM uv = + u r uv باستخدام المعادلة التفاضلية الا خيرة بي ن أنه في النظام الداي م يكون أرفق آل بيان بالتوتر الموافق مع التعليل 4 احسب شدة التيار في النظام الداي م I 0 مستغلا أحد البيانين 5 أوجد قيمتي مقاومة الوشيعة وذاتيتها الشكل الشكل 0, 0,00 t( s 0,00 t( s 6

7 ومحلول يود البوتاسيوم I (, هو تفاعل تام وبطيء (, SO8 التمرين 09 إن التفاعل بين محلول بيروآسو ثناي ي آبريتات البوتاسيوم 8 + = + 4 ننمذج التفاعل بالمعادلة الكيمياي ية التالية : آل ف الا ستاذ أفواج من التلاميذ لا جراء تجارب ملخ صة في الجدول : SO I I SO ( mol 8 / I ( mol/ قد م آل فوج نتاي ج تجربته فكانت آالتالي (الجدول ( : SO درجة الحرارة [ ] I V 0 = 8,m أرفق آل تجربة بالفوج الذي قام بها اعتمادا على عوامل 0,04 حرآية ي طلب ذآرها احسب التقدم الكيمياي ي في المزيج في اللحظة 0,0 [ I ] = 8 0 mol/ التي يكون فيها هل انتهى التفاعل في هذه اللحظة 0,04 أراد تلميذ أن يتا آد من قيمة ترآيز ثناي ي اليود في V المزيج الخاص بالفوج الا ول عند اللحظة t = 7,5mn = 00m أخذ من هذا المزيج حجما قدره V = 0m وأضاف له 00m من الماء المثل ج ثم عاير ثناي ي اليود بواسطة محلول ( Na, SO ثيوآبريتات الصوديوم mol/ = 0,0 فكان الحجم اللازم للتكافو ترآيزه المولي V و V أ ما هو الغرض من إضافة الماء المثل ج آيف نسمي هذه العملية ب اآتب معادلة المعايرة ثم أوجد العلاقة بين الترآيز المولي لثناي ي اليود wwwguezouriorg ج هل تتوافق النتيجة مع نتيجة الفوج الا ول 0,008 ت عطى الثناي ية SO / SO و و ثم احسب 0,0 [ ] I 4 6 التمرين 0 ندرس سلوك وشيعة تجاه تغي ر التيار فيها فمن أجل هذا نرآب الدارة الموض حة في الشكل : مولد توتره ثابت = V = 0Ω ناقلان أوميان مقاومتاهما = 00Ω وشيعة مقاومتها r وذاتيتها صمام ثناي ي مثالي أي في الجهة المباشرة مقاومته معدومة وفي الجهة غير المباشرة ي عتبر قاطعة مفتوحة (, r t نغلق القاطعة عند اللحظة = 0 Ι r اآتب المعادلة التفاضلية بدلالة التوتر بين طرفي الناقل الا ومي (المزيج A (المزيج B (المزيج i( A 0,0 0 5 [ I ]( mol / الفوج الا ول t( mn الفوج الثاني t( mn الفوج الثالث t( mn الجدول 0,00, 8, 5 0,0 0,0 V = 00m 0,004 7,5,7 0 0,006, 6,7 0 0,0 60,0 90 الجدول أ ما هو سلوك الوشيعة في النظام الداي م ب استنتج عبارة شدة التيار في النظام الداي م بدلالة آيف يجب ربط راسم اهتزاز مهبطي في الدارة لنتمك ن من قياس شدة التيار في النظام الداي م t نفتح القاطعة في لحظة نعتبرها = 0 ΙΙ اشرح دور الصمام عندي د di بي ن أن المعادلة التفاضلية بدلالة شدة التيار هي = 0 i + dt τ حيث τ هو ثابت الزمن =i عب ر عن الثابت A بدلالة ممي زات الدارة إن حل هذه المعادلة هو Ae τ 4 مثلنا في الشكل تغيرات شدة التيار بدلالة الزمن أ احسب مقاومة الوشيعة وذاتيتها ب احسب الطاقة المخزنة في الوشيعة في اللحظة t =,5 ms I 0 t,5 t( ms 7

8 = 5 0 mol/ HO 4 (, MnO4 التمرين نتابع تطو ر التفاعل بين محلول برمنغنات البوتاسيوم نمزج عند اللحظة وحمض الا وآزاليك لبرمنغنات البوتاسيوم ترآيزه المولي مع حجم wwwguezouriorg = 5 0 mol/ من المحلول S V = 40m لحمض الا وآزاليك ترآيزه المولي ( O, H O / H O 4 = 0 t حجما S ( MnO 4 / Mn + V = 60m من المحلول الثناي يتان المتفاعلتان نعاير شوارد البرمنغنات في المزيج في لحظات مختلفة اآتب معادلة التفاعل بين المحلولين ( S و ( S تحضير محلول برمنغنات البوتاسيوم : لديك القاي متان التاليتان : 0 = 0, mol/ = 5 0 mol/ (, MnO4 الزجاجيات مخابر مدر جة : 0m 00m مصاصات معيارية : m 5m حوجلات : 00m 500m المواد الكيمياي ية محلول محلول ترآيزه المولي ترآيزه المولي HO 4 S 0m أ اذآر البروتوآول التجريبي لتحضير ب احسب الكميتين الابتداي يتين و 00m من المحلول لشوارد البرمنغنات وحمض الا وآزاليك Mn + n n ج أنشي جدول التقد م ثم حد د المتفاعل المحد x و التقد م MnO 4 د أوجد العلاقة بين ه أوجد التقد م النهاي ي واستنتج الترآيز المولي لشوارد لخ صنا نتاي ج التجربة في الجدول التالي : في نهاية التفاعل MnO t( s ( mmol 4 / 0,00 0,5 40,4 60 0,8 70 0, , , ,8 0 0,4 40 0,0 60 0,00 0cm mmol / cm 0s : MnO أ ارسم البيان = f t 4 ب احسب السرعة الحجمية للتفاعل عند اللحظة t = 80s ج عي ن زمن نصف التفاعل ما هي أهمية هذا الزمن التمرين ضع علامة في الخانة الموافقة في الجدول التالي بدون تعليل : ( نمط التفكك عدد البروتونات لا يزداد ينقص يتغي ر عدد النوترونات لا يزداد ينقص يتغي ر عدد النوآليونات لا يزداد ينقص يتغي ر β + β α في المخطط المقابل ضع أمام السهم نمط التفكك إذا آان ممكنا وضع أمام السهم (خطا إذا آان مستحيلا (بدون تعليل إذا آان العنصر هو البولونيوم Po فما هو العنصر Y عل ل التمرين A منبع مشع يحتوي في اللحظة = 0 t على m 0 = 0 g من أنوية الكزينون 54 e ما هو نصف عمر الكزينون 54 e علما أنه بعد زمن قدره t = 5,5 jours تصبح آتلة المنبع m = g احسب الزمن اللازم لكي يتناقص نشاط المنبع ب % 0 من قيمته الابتداي ية علما أن النواة الابن تحتوي على 78 نوترون ما هو نمط تفكك الكزينون 54 e Y Z 8

9 0 وذاتيتها = 0, H حيث الشدة بالا مبير والزمن بالثانية A (, r التمرين 4 في الدارة المرآبة في الشكل مقاومة الوشيعة r = 0 Ω نغلق القاطعة في اللحظة = 0 t اآتب المعادلة التفاضلية بدلالة شدة التيار اآتب بدون برهان العبارة الزمنية لشدة التيار (t i = f i = 0, 500 t ( e ت عطى عبارة شدة التيار بالعلاقة مباشرة بعد غلق القاطعة : أ ما هي القيمة التي يشير لها الا مبير متر A ب ما هي القيمة التي يشير لها الفولطمتر V ج ما هي القيمة التي يشير لها الفولطمتر V بعد مدة قدرها : t = 0, s أ ما هي القيمة التي يشير لها الا مبير متر A ب ما هي القيمة التي يشير لها الفولطمتر V ج ما هي القيمة التي يشير لها الفولطمتر V V V 9