Physique chimie, SVT , Brevet Asie 2017.


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D�tection de fum�e.
Les d�tecteurs de fum�e � principe optique sont tr�s utilis�s. Un signal d'alarme s'enclenche lorsque la photodiode pr�sente dans la chambre optique re�oit de la lumi�re. Une photodiode est un composantt �lectrique ayant la capacit� de d�tecter une lumi�re et de la convertir en courant �lectriique.

1. Nommer la source primaire de lumi�re contenue dans un d�tecteur de fum�e optique.
La LED est la source primaire de lumi�re.
2. Expliquer pourquoi la photodiode d�tecte de la lumi�re en pr�sence de fum�e.
Par r�flexion sur la fum�e, la lumi�re �mise par la LED, peut atteindre la photodiode.
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D�tection de monoxyde de carbone.
La combusstion incompl�te du m�thane produit des fum�es et des produits nocifs, contenant notamment du monoxyde de carbone.
3. Parmi les propositions suivantyes, recopier celle qui mod�lise la trannsformation chimique � l'origine de la formation de monoxyde de carbone dans unne chaudi�re � gaz.
CH4 + 2O2 ---> O2 +2H2O.
2C +O2 ---> 2 CO.
2 CH4 +3O2 ---> 4H2O + 2CO.
4. Un d�tecteur de monoxyde de carbone comporte un disque recouvert de gel. En pr�sence de monoxyde de carbone, ce gel  s'assombrit et limite alors le passage de la lumi�re. l'alarme s'enclenche du fait de la diminution de l'�clairement.
On souhaite mod�liser le fonctionnement d'un tel d�tecteur, en r�alisant un dispositif exp�rimental. On propose trois montages diff�rents.
L'alarme s'active lorsque le circuit de contr�le C d�tecte une diminution importante de l'intensit� �lectrique dans le circuit. Choisir parmi les trois montages exp�rimentaux celui correspondant le mieux au fonctionnement d'un d�tecteur � monoxyde de carbone � disque.

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Le montage 2 ne convient pas, il n'y a pas de disque susceptible de se recouvrir de gel en pr�sence de monoxyde de carbone.
Le montage 1 ne convient pas :
la r�sistance �lectrique de la thermistance diminue fortement quand la temp�rature cro�t. Par contre elle ne change pas lorsque l'�clairement qu'elle re�oit varie.
Le montage 3 convient :
la r�sistance �lectrique de la photor�sistance augmente fortement quand l'�clairement qu'elle re�oit diminue.
En cons�quence, l'intensit� du courant �lectrique dans le circuit de contr�le diminue fortement.
l'alarme s'active.
 










L'impact de la pollution du sol.
Un sol a �t� fortement pollu� par du plomb, suite � une activit� industrielle.
A la surface, une �paisseur anormale de liti�re
( d�bris fragment�s de v�g�taux et d'animaux en cours de d�gradation ) a �t� constat�.
1. Compl�ter le tableau.
Populations animales
Nombre d'animaux  dans
un sol t�moin pour 550 cm3.
Nombre d'animaux dans
un sol pollu� pour 550 cm3.
N�matodes
1750
180
Acariens
780
500
Collemboles
200
20
Gast�ropodes
10
10
Macro-arthopodes
20
20

2. Nommer la population animale qui diminue le plus dans le sol pollu� �tudi�. Justifier  en s'appuyant sur des valeurs chiffr�es.
 Le nombre de collemboles et de n�matodes  ( m�saufaune ) diminue fortement.
Diminution du nombre de collemboles de  (1750 -180) /1750 ~0,88  ( 88 %).
Diminution du nombre de n�matodes de : (200-20) / 200 = 0,9  ( 90 %).
3. Proposer une explication � l'�paisseur anormale de liti�re sur un sol pollu�.
Le nombre de collemboles et de n�matodes ayant diminu� de 90 %, les d�bris de la liti�re ne sont plus finement fragment�s.
Or les micro-organismes ne peuvent d�grader qu'une liti�re finement  fragment�e. Leur action de d�gradation est ralentie.
En cons�quence, l'�paisseur de liti�re est anormalement importante sur un sol pollu�.


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