Contr�le des caract�ristiques
physico-chimique de l'eau du bassin, bac Sti2d
2021.
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Surveillance
d'une pompe.
Un contr�le de maintenance d'une pompe s'effectue par analyse des
vibrations m�caniques. celle-ci s'effecteu � l'aide d'une analyse
fr�quentielle. Un technicien rel�ve le spectre ci-dessous pour une
fr�quence de rotation du moteur de la pompe de 1500 tr / min.
2.2.1. D�terminer la fr�quence du
fondamental, nombre de tours effectu�s par l'arbre moteur de la pompe
en une seconde.
f0 = 1500 / 60 = 25 tr / s ou 25 Hz.
2.2.2. En d�duire la fr�quence des
trois premiers harmoniques.
f1 = f0 x2 =25 x2 = 50 Hz.
f2
= f0 x3 =25 x3 = 75 Hz.
f3
= f0 x4 =25 x4 = 100 Hz.
Un d�faut d'alignement peut �tre d�celer par un pic d'amplitude non
n�gligeable sur le spectre pour une fr�quence �gale � 2 fois la
fr�quence de rotation du moteur. ( parfois 3 ou 4 fois).
2.2.3. Justifier si
un probl�me d'alignement de la machine peut �tre diagnostiqu�.
L'amplitude du
premier harmonique est environ �gale � 0,75 fois l'amplitude du
fondamental.
Un
l�ger probl�me d'alignement de la machine peut �tre diagnostiqu�.
Exercice 3. Contr�le des caract�ristiques
physico-chimique de l'eau du bassin.
3.1. Mesure de la temp�rature de l'eau.
Un capteur de temp�rature permet de surveiller la temp�rature de l'eau.
le technicien rel�ve une s�rie de 10 valeurs successives de la
temp�rature q de l'eau.
Mesure
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n�1
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n�2
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n�3
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n�4
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n�5
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n�6
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n�7
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n�8
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n�9
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n�10
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q (�C)
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5,1
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4,8
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5,5
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4,7
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4,8
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4,9
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5,4
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5,3
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5,5
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5,1
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3.1.1. D�terminer la valeur moyenne de ces 10 mesures.
qmoy =(5,1 +4,8+5,5+4,7+4,8+4,9+5,4+5,3+5,5+5,1) / 10 =5,11 �C.
3.1.2. Evaluer l'incertitude-type de cette s�rie.
Ecart type s =0,303.
Incertitude-type u =s / n� = 0,303 / 10� ~0,0958 ~0,1 �C.
3.1.3. Ecrire la plage de valeurs attencues lors de cette mesure.
qmoy = 5,1 �0,1�C ; [5,0 �C ; 5,2 �C].
3.2. Transmission de l'information.
L'information
concernant la temp�rature est transmise gr�ce � une onde
�lectromagn�tique utilisant la bande de fr�quence de fr�quence centrale
868 MHz.
3.2.1. Donner la signification et l'unit� de chaque terme de la relation l = c / f.
l : longueur d'one (m�tre) ; c : c�l�rit� de l'onde ( m /s) ; f : fr�quence de l'onde ( Hz).
3.2.2.
IPr�ciser � quel domaine des ondes �lectromagn�tiques appartient 868 MHz.
3.2.3 Calculer la longueur d'onde.
l = c / f = 3,00 108 /(8,68 108) ~0,346 m.
3.2.4. Justifier du choix de l'antenne la plus adapt�e pour transmettre l'information.
Antenne demi-onde de longueur �gale � �l soit 17,3 cm.
3.3. Contr�le du pH de l'eau du bassin.
Une mesure effectu�e en 2013 � l'aide d'un pH-m�tre donne 6,60 �0,05.
3.3.1. Donner un encadrement de la concentration molaire en ion oxonium.
[H3O+] = 10-pH =10-6,60 =2,51 10-7 mol / L.
10-6,65 =2,24 10-7 mol / L ; 10-6,55 =2,82 10-7 mol / L.
3.3.2. Ecrire la r�action acido-basique entre le dioxyde de soufre dissout et l'eau.
Couples acide / base : H3O+aq / H2O et SO2, H2O / HSO3-aq.
SO2 + 2 H2O --> HSO3-aq + H3O+aq.
3.3.2. Un contr�le r�alis� en 2020 a r�v�l� que la concentration molaire en ions oxonium a �t� multipli�e par 1,5 par rapport � 2013.
Justifier que ces mesures permettent de constater une acidification de l'eau.
En 2013 : [H3O+] =2,51 10-7 mol / L ; pH = 6,60.
En 2020 : [H3O+] =1,5 x 2,51 10-7 =3,77 10-7 mol / L ; pH = 6,42.
Le pH a diminu�, l'eau du bassin est plus acide.
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