DNB 2020Métropole (rattrapage)Corrigé complet

Voiture à hydrogène : pile à combustible, test d'eau, émission CO autoroute

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences7 questions

Notions BO couvertes

T1.1·Espèces/mélanges/solubilité/masse volumique/changements d'état T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

L'automobile contribue à l'émission de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques. Les constructeurs tentent de réduire son impact sur l'environnement. La voiture équipée d'une pile à hydrogène est une des alternatives à la traditionnelle voiture à essence.

1.Partie 1, Voiture à hydrogène (8 pts)

Diagramme énergétique de la pile à hydrogène : énergie chimique 1 → pile → énergies 2 et 3 — Diagramme énergétique de la pile à combustible.

Question 1a

2 pts

T3.5

Donner un inconvénient environnemental de la voiture à H₂.

Question 1b

3 pts

T1.2

Montrer que le fonctionnement de la pile s'appuie sur une transformation chimique.

Question 1c

3 pts

T3.5

Associer les 3 numéros du diagramme à des formes d'énergie.

2.Partie 2, Identifier l'eau produite par la pile (7 pts)

Banque de données : tests d'identification Cu2+, eau, Cl- + matériel disponible — Banque de données : tests + matériel.

Question 2

7 pts

T1.3

Protocole pour mettre en évidence l'eau dans l'échantillon (texte + schéma).

3.Partie 3, Émissions de monoxyde de carbone (10 pts)

Graphe : émissions de CO (L/h) en fonction de la vitesse (km/h) d'une voiture essence — Émissions de CO d'un moteur essence en fonction de la vitesse.

Question 3a

3 pts

T1.1

Les émissions de CO sont-elles proportionnelles à la vitesse ? Justifier.

Question 3b

3 pts

T1.1

De 40 à 50 km/h, l'augmentation est 3 L/h. Calculer l'augmentation de 100 à 110 km/h. Comparer.

Question 3c

4 pts

T2.1T1.1

Sur autoroute, 55 km en 30 min. Le véhicule respecte-t-il la norme Euro 5 (≤ 96,8 L/h de CO à cette vitesse) ?

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.