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Chapitres BO travaillés
L'exercice étudie successivement l'origine de l'acidité des pluies (partie 1), la dégradation cinétique des roches calcaires par un acide (partie 2) et le contrôle de la teneur en dioxyde de soufre de l'air par titrage (partie 3).
Données
L'eau de pluie non polluée est naturellement acide (pH ≈ 5,6 à 25 °C) à cause de la dissolution du dioxyde de carbone. À l'équilibre, [CO₂] = 1,3×10⁻⁵ mol·L⁻¹.

Pour simuler l'effet des pluies acides sur le calcaire, on fait réagir du carbonate de calcium avec de l'acide chlorhydrique, à T = 295 K. Dans une fiole à vide (volume de gaz disponible V = 280 mL), on verse 50 mL d'acide chlorhydrique puis, à t = 0, on introduit 2,0 g de CaCO₃ solide et on relève la pression au manomètre. La réaction, supposée totale, est :
Le CO₂ gazeux est assimilé à un gaz parfait : (P en Pa, n en mol, T en K, V en m³).
Résultats des trois expériences (temps de demi-réaction)
| Exp. | [HCl] (mol·L⁻¹) | état de division | t1/2 |
|---|---|---|---|
| n°1 | 1,0×10⁻¹ | en poudre | à déterminer |
| n°2 | 2,0×10⁻¹ | en poudre | 80 s |
| n°3 | 2,0×10⁻¹ | en morceaux | 1,6×10³ s |

On contrôle la teneur de l'air en dioxyde de soufre SO₂. Protocole :
Normes de qualité de l'air pour SO₂ (France)
La carapace du scarabée est un empilement de couches transparentes d'épaisseur e (quelques dizaines de nm), à indices optiques alternés. Les rayons réfléchis aux interfaces interfèrent : les radiations en interférence constructive sont renforcées, d'où la couleur perçue. On se limite aux deux premiers rayons réfléchis et à des couches de même épaisseur e.
Données
La lumière incidente est perpendiculaire à la surface. Pour une onde de longueur d'onde λ, la différence de chemin optique entre les deux radiations réfléchies est donnée par .
On compare l'épaisseur trouvée à une mesure directe sur une photo au microscope électronique (figure 3) : la carapace présente une alternance de couches sombres (fort indice) et claires (faible indice). La distance d repérée couvre 9 couches.

Figure 4 : extrait du programme Python
1 import numpy as np
2 import numpy.random as rd
3 import matplotlib.pyplot as plt
4
5 # 5000 longueurs choisies aléatoirement dans les intervalles de mesure
6 Nsim = 5000
7 echelle = rd.uniform(2.6, 2.7, Nsim) # barre d'échelle (1 µm) en cm
8 d_mes = rd.uniform( __ , __ , Nsim) # distance d en cm
9
10 # Calcul de l'épaisseur e en nm
11 e = d_mes*1000/(9*echelle)
12
13 # Moyenne et incertitude-type sur e
14 e_moy = np.average(e)
15 u_e = np.std(e, ddof=1)
...
19 print("INCERTITUDE-TYPE : u(e) =", u_e, " en nm")
20 print("VALEUR MOYENNE : e_moyen =", e_moy, " en nm")Affichage : u(e) = 2,5574799… nm et emoyen = 75,4879375… nm.
Deux parties indépendantes : le refroidissement d'une bouteille d'eau dans un réfrigérateur (loi de Newton, premier principe, équation différentielle) puis la difficulté d'ouverture de la porte liée à la variation de pression de l'air intérieur (gaz parfait, forces pressantes).
Données (système S = bouteille)

À t = 0, la porte est fermée alors que l'air intérieur est à T₀ = T₍amb₎ et P₀ = P₍amb₎, puis le réfrigérateur est mis en fonctionnement. On suppose le réfrigérateur fermé (pas d'échange de matière).
Données (air = gaz parfait)

Méthodologie · Bac
Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées, analyse dimensionnelle et phrase de conclusion explicite. Compétences APP / ANA / REA / VAL / COM affichées par question pour cibler les attendus officiels de la grille d'évaluation Bac.