DNB 2024Métropole (rattrapage)Corrigé complet

JO Paris 2024, Piscine : pH, ions, plongeon 10 m (énergie cinétique)

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences9 questions

Notions BO couvertes

T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T1.4·pH, acides-bases, tests d'ions T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

Le centre aquatique des JO Paris 2024 a accueilli plongeon, natation artistique et water-polo. On étudie l'équilibre pH d'une piscine, la corrosion du fer et le plongeon à 10 m.

1.Partie 1, Équilibre pH du bassin (11 pts)

CIO : pH idéal entre 7,2 et 7,8. Si pH > 8 : chlore inefficace, calcaire. Si pH < 7 : irritations, équipements abîmés.

Tableau : couleurs du rouge de phénol selon le pH (jaune 0-6,6 ; orange 6,6-8,4 ; rouge 8,4-14) — Document, Rouge de phénol (indicateur coloré).

Question 1

2 pts

T1.4

Donner les deux inconvénients d'une eau de piscine dont le pH est inférieur à 7.

Question 2a

3 pts

T1.4

Un agent de maintenance souhaite vérifier le pH de l'eau de la future piscine olympique. Il obtient une couleur rouge au résultat du test au rouge de phénol. Indiquer si l'eau de la piscine, testée par l'agent de maintenance, a un caractère acide, basique ou neutre. Justifier.

Question 2b

3 pts

T1.3

Sachant que dans la formule de la molécule de rouge de phénol, C₁₉H₁₄O₅S, le symbole S correspond à l'atome de soufre, donner le nom des autres atomes qui la constituent.

Question 3

3 pts

T1.3

L'équation de réaction Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H₂ modélise l'action des ions H⁺, responsables de l'acidité, sur les atomes de fer. Citer parmi les formules chimiques des espèces présentes dans cette équation la formule d'une molécule, celle d'un atome et celle d'un ion.

2.Partie 2, Mise en évidence des produits (2 pts)

Banque de tests

Flamme + H₂ → détonation.
Allumette incandescente + O₂ → l'allumette se rallume.
Soude + Fe²⁺ → précipité vert.
Soude + Fe³⁺ → précipité rouille.

Question 4

2 pts

T1.3

Après la réaction Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H₂, indiquer les propositions correctes :

P1 : précipité vert avec soude.
P2 : précipité rouille avec soude.
P3 : détonation avec flamme.
P4 : allumette incandescente se rallume.

3.Partie 3, Plongeon à 10 mètres (12 pts)

Graphique de l'énergie cinétique Ec du plongeur en fonction du temps t lors du plongeon (croissance) — Évolution de E_c(t) lors du plongeon.

Graphique de la vitesse v du plongeur en fonction du temps t lors du plongeon — Évolution de v(t) lors du plongeon.

Question 5a

2 pts

T3.5

Décrire l'évolution de E_c au cours du plongeon.

Question 5b

2 pts

T3.5

Nommer la forme d'énergie convertie en énergie cinétique.

Question 5c

2 pts

T2.1

Indiquer la durée du plongeon en seconde, notée t_i.

Question 5d

6 pts

T2.1

À l'aide des graphiques ci-dessus, déterminer si la vitesse au moment de l'impact, notée v_i, permet de respecter la norme de sécurité sur la vitesse atteinte lors du contact avec l'eau, fixée à 80 km/h environ.

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.