BAC BLANC-Physique international.
Examens Blanc en physique chimie 2 bac international:
Ce sujet comporte un exercice de PHYSIQUE –CHIMIE, deux exercices de PHYSIQUE et un exercice de CHIMIE présentés sur 10 pages numérotées de 1 à 10, y compris celle-ci et les feuilles annexes relatives
aux exercices I , II et IV, à rendre avec la copie, numérotées 8/10, 9/10 et 10/10.
Le candidat doit traiter les quatre exercices qui sont indépendants les uns des autres :
Ce sujet comporte un exercice de PHYSIQUE –CHIMIE, deux exercices de PHYSIQUE et un exercice de CHIMIE présentés sur 10 pages numérotées de 1 à 10, y compris celle-ci et les feuilles annexes relatives
aux exercices I , II et IV, à rendre avec la copie, numérotées 8/10, 9/10 et 10/10.
Le candidat doit traiter les quatre exercices qui sont indépendants les uns des autres :
- Temps de demi-vie et temps de demi-réaction (6 points).
- Charge et décharge d’un condensateur (6 points).
- Frédéric et son pistolet à fléchette (3 points).
- Déterminer la constante d’équilibre par deux méthodes (5 points).
1. Temps de demi-vie
Le thorium 230Th est utilisé dans la datation des coraux et concrétions carbonatées ainsi que dans la
datation des sédiments marins et lacustres. Dans un échantillon de « thorium 230 », on appelle N(t) le
nombre de noyaux de thorium présents à chaque date t et N0 celui des noyaux présents à la date t0 = 0 an.
On a représenté dans l’annexe 1 (A RENDRE AVEC LA COPIE) la courbe donnant le rapport N(t)/N(0).
1.1. Le noyau 230Th est un émetteur α et se désintègre pour donner du 88Ra. Indiquer ce que représente α et écrire l’équation de la réaction nucléaire correspondante, en énonçant les lois utilisées (le noyau de radium
est obtenu dans un état non excité).
1.2. Donner la définition du temps de demi-vie t1/2 et déterminer sa valeur pour le thorium 230Th en expliquant succinctement la méthode utilisée.
1.3. Donner l’expression mathématique de la loi de décroissance radioactive et calculer la constante radioactive en année –1.
1.4. Parmi ces grandeurs :
- l’âge de l’échantillon de noyaux
- la quantité initiale de noyaux.
- la température
- la nature des noyaux
quelle est la seule grandeur qui fait varier le temps de demi-vie ?
1.5. Le thorium 230Th fait partie de la famille radioactive de l’uranium 238U. Une famille radioactive est
composée d’un ensemble de noyaux radioactifs, tous issus d’un noyau initial instable qui, de père en fils,
par désintégrations successives conduisent à un noyau stable, ici le « plomb 206 ». L’ « uranium 238 »,
dissous à l’état de traces dans l’eau de mer, produit des atomes de « thorium 230 » suivant les réactions
nucléaires suivantes :
Le thorium 230Th est utilisé dans la datation des coraux et concrétions carbonatées ainsi que dans la
datation des sédiments marins et lacustres. Dans un échantillon de « thorium 230 », on appelle N(t) le
nombre de noyaux de thorium présents à chaque date t et N0 celui des noyaux présents à la date t0 = 0 an.
On a représenté dans l’annexe 1 (A RENDRE AVEC LA COPIE) la courbe donnant le rapport N(t)/N(0).
1.1. Le noyau 230Th est un émetteur α et se désintègre pour donner du 88Ra. Indiquer ce que représente α et écrire l’équation de la réaction nucléaire correspondante, en énonçant les lois utilisées (le noyau de radium
est obtenu dans un état non excité).
1.2. Donner la définition du temps de demi-vie t1/2 et déterminer sa valeur pour le thorium 230Th en expliquant succinctement la méthode utilisée.
1.3. Donner l’expression mathématique de la loi de décroissance radioactive et calculer la constante radioactive en année –1.
1.4. Parmi ces grandeurs :
- l’âge de l’échantillon de noyaux
- la quantité initiale de noyaux.
- la température
- la nature des noyaux
quelle est la seule grandeur qui fait varier le temps de demi-vie ?
1.5. Le thorium 230Th fait partie de la famille radioactive de l’uranium 238U. Une famille radioactive est
composée d’un ensemble de noyaux radioactifs, tous issus d’un noyau initial instable qui, de père en fils,
par désintégrations successives conduisent à un noyau stable, ici le « plomb 206 ». L’ « uranium 238 »,
dissous à l’état de traces dans l’eau de mer, produit des atomes de « thorium 230 » suivant les réactions
nucléaires suivantes :
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