Tremblement
de terre, physique chimie,
DNB septembre 2021.
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Un
tremblement de terre en M�diterran�e.
Le 7 juillet 2011, vers 19h, un tremblement de Terre
d’une
magnitude de 5,2 a �t� enregistr�. Ce s�isme qui s’est produit en
M�diterran�e, a �t� largement ressenti par la population sur une
distance de pr�s de 260 kilom�tres autour de l’�picentre.
L’�picentre se situe � la surface de la Terre exactement � la verticale
du foyer du s�isme.
- Saint Etienne de Tin�e : � des sensations, des vibrations et un
grondement �
- Carg�se : � les meubles ont boug� �. � Les secours ont re�u de
nombreux appels t�l�phoniques, parfois angoiss�s �.BRGM, 2011
Question 1 : (7
points)
D�crire comment varie l’intensit� du s�isme ressenti le 07 juillet 2011
en fonction de la distance � l’�picentre. Aucun calcul n’est attendu.
A Carg�se, environ 100 km de l'�picentre, l'intensit� du s�isme est de
niveau V ou VI.
A Saint Etienne de Tin�e, environ
220 km de l'�picentre, l'intensit� du s�isme est de niveau II ou III.
L'intensit� d'un s�isme diminue avec la distance � l'�picentre.
t0 correspond � l’heure de d�part des ondes sismiques au
niveau du foyer (19h21min48s). Le foyer correspond � la zone o�
naissent les ondes sismiques.
tc correspond � l’heure d’arriv�e des ondes sismiques � la
station de Corte.
tm correspond � l’heure d’arriv�e des ondes sismiques � la
station de Marseille.
La valeur � A � rep�r�e sur le sismogramme 1 correspond � l’amplitude
maximale des ondes sismiques.
Question 2 : (8
points)
� l’aide des deux sismogrammes, recopier sur votre copie pour chaque
proposition la r�ponse qui convient.
Proposition 1
: l’amplitude maximale des ondes sismiques enregistr�es est :
1.a. plus grande � Marseille qu’� Corte.
1.b. plus grande � Corte qu’� Marseille. Vrai.
1.c. identique pour les deux villes.
Proposition 2
: le s�isme a �t� enregistr� :
2.a. en premier � la station de Corte. Vrai.
2.b. en premier � la station de Marseille.
2.c. en m�me temps dans les deux stations.
On s’int�resse � la relation entre l’amplitude des ondes sismiques et
la distance au foyer. On veut v�rifier l’hypoth�se que � l’amplitude
des ondes sismiques s’att�nue en fonction de la distance au foyer � en
s’appuyant sur un mod�le.
On
dispose du mat�riel suivant pour mod�liser le d�placement des ondes
sismiques depuis le foyer :
- un ordinateur avec un logiciel d’enregistrement des ondes,
- deux capteurs d’ondes (sensibles aux vibrations) reli�s �
l’ordinateur,
- un m�tre,
- un marteau (dont le coup mod�lise l’origine du s�isme au niveau du
foyer),
- une barre de roche de 1 m de long.
Question 3 : (7
points)
� l’aide du mat�riel mis � disposition :
- proposer une exp�rience permettant de v�rifier que � l’amplitude des
ondes sismiques s’att�nue en fonction de la distance parcourue �.
- pr�ciser les r�sultats attendus au niveau chaque capteur d’ondes.
Votre r�ponse sera pr�sent�e sous forme d’un texte et/ou d’un sch�ma
l�gend�.
Placer la barre de roche entre les deux capteurs. Prapper � diff�rents
endroits la barre avec la m�me force. Observer � chaque fois les
enregistrements.
Question 4 : (3
points)
Le mod�le propos� n’est pas la r�alit�, il est donc critiquable :
- associer chaque �l�ment du mod�le � un �l�ment de la r�alit� (foyer,
roches du sous-sol, stations d’enregistrement � Marseille et � Corte).
Foyer : frappe du marteau.
Roches du sous-sol : barre de roche.
Stations d'enregisrements : capteurs reli�s � l'ordinateur.
- formuler deux critiques de ce mod�le.
La terre est h�t�rog�ne ( millieux de nature diff�rente, faille ...) ;
la barre de roche est homog�ne.
Les ondes qui se propagent dans la barre sont d'un seul type.
Quand
la Terre tremble, les vibrations se propagent dans toutes les
directions � partir du foyer du tremblement de terre situ� dans les
profondeurs de la couche terrestre. Les vibrations sont initialement de
deux types : celles qui compriment et d�tendent alternativement les
roches, � la mani�re d'un accord�on, et celles plus destructrices qui
les cisaillent. Les premi�res, les plus rapides (appel�es ondes P),
voyagent dans la cro�te � une vitesse de 6 km/s environ, mais peuvent
�tre ralenties dans les roches peu consolid�es. Les secondes (appel�es
ondes S) sont, � cause des propri�t�s �lastiques des roches,
syst�matiquement deux fois plus lentes mais environ cinq fois plus
fortes que les premi�res. Ainsi, lors d'un s�isme lointain, ayant
ressenti l'onde P, on peut anticiper l'arriv�e des ondes S.
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Physique chimie.
Dans le cadre d’un d�veloppement durable, la France veut optimiser sa
consommation �nerg�tique globale pour lutter contre le r�chauffement
climatique. Ainsi dans le domaine de l’habitat, une nouvelle
r�glementation thermique, la RT 2020, vise � construire des logements
bien isol�s et �conomes en �nergie en associant des mat�riaux
efficaces, de nouvelles technologies de g�n�ration d’�nergie �lectrique
(panneaux photovolta�ques…) et une meilleure gestion de la consommation
�nerg�tique gr�ce � la domotique.
Question 1 (3
points) On s’int�resse aux panneaux photovolta�ques de la toiture d’une
habitation. Sans recopier le diagramme de conversion d’�nergie
ci-dessous, associer sur votre copie chacun des trois num�ros � une
forme d’�nergie choisie parmi les suivantes : �nergie �lectrique,
�nergie lumineuse, �nergie cin�tique, �nergie chimique, �nergie
thermique.
Afin qu’un b�timent r�ponde � la r�glementation RT 2020, sa
consommation �nerg�tique est r�duite en choisissant des mat�riaux qui
ont : - un bon pouvoir isolant. Plus un mat�riau est isolant, plus sa
conductivit� thermique est faible ;
- un impact environnemental satisfaisant comme les mat�riaux
biosourc�s. Un mat�riau biosourc� est un mat�riau d’origine animale ou
v�g�tale.
Mat�riau
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Laine
de verre
|
Paille
|
Ouate
de cellulose
|
Conductivit�
thermique ( unit� S.I)
|
0,035
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0,045
|
0,042
|
Biosourc�
|
Non
|
Oui
|
Oui
|
2a- En vous aidant du tableau
pr�c�dent, classer sur votre copie les trois mat�riaux indiqu�s du
moins isolant au plus isolant. Justifier la r�ponse.
Le mat�riau le plus isolant poss�de la plus faible conductivit�
thermique.
Paille < Ouate de cellulose < Laine de verre.
2b- Parmi les
trois mat�riaux indiqu�s, choisir celui qui permet de r�pondre au mieux
� la RT 2020. Fournir deux arguments justificatifs.
Ouate de cellulose : faible conductivit� thermique et mat�riau
biosourc�.
L’installation d’un isolant lors de la construction d’un b�timent est
soumise � des normes tr�s strictes pour faire face aux risques
d’incendie.
La cellulose
L’isolant ouate de cellulose est un d�riv� de la cellulose.
La cellulose est form�e de cha�nes de glucose li�es entre elles pour
former une fibre.
On donne la formule brute du glucose C6H12O6.
L’�quation de la r�action mod�lisant la combustion du glucose s’�crit :
C6H12O6 + 6 O2
→ 6 CO2 + 6 H2O.
Question 3 (7
points)
3a- En vous aidant
des informations ci-dessus, donner le nom et le nombre des atomes
pr�sents dans une mol�cule de glucose.
6 atomes de carbone ; 12 atomes d'hydrog�ne ; 6 atomes d'oxyg�ne.
3b- Donner le nom
et la formule chimique des deux produits form�s lors de la combustion
du glucose.
Dioxyde de carbone et eau.
Un constructeur propose � des acheteurs une maison d’une surface de 100
m�. Elle b�n�ficie d’une bonne isolation en ouate de cellulose. La
puissance totale perdue vers l’ext�rieur est compens�e par la puissance
du chauffage �lectrique de la maison. Pour une temp�rature moyenne
int�rieure de 19 �C, on rel�ve une puissance moyenne perdue de 0,85 kW.
Le constructeur indique que cette maison est de classe A.
Question 4 (6,5
points)
4a- Montrer que,
pour cette maison, l’�nergie �lectrique consomm�e par an est �gale �
environ 2 500 kWh. Pr�ciser la relation utilis�e. Toute d�marche m�me
partielle sera prise en compte. Donn�e : pour une ann�e, on consid�re
qu’il y a 120 jours de 24 h de chauffage.
Dur�e du chauffage : 120 x24 = 2880 heures.
Energie ( kWh) = puissance ( kW) x dur�e (heure).
0,85 x 2880 =2448 ~2500 kWh.
4b- � l’aide du
classement de la consommation �nerg�tique des b�timents en kWh par an
et par m�tre carr� et d’un calcul, indiquer si l’affirmation du
constructeur � propos du classement �nerg�tique de la maison est exacte.
2500 / 100 = 25 kWh / an / m2.
Cette valeur �tant comprise entre 15 et 50 , la maison est class�e A.
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