Vingt et une affirmations sur l'évolution temporelle

L'exercice « Évolution temporelle des systèmes physiques et chimiques » est le plus lourd de l'épreuve du bac S Amérique du Sud 2006 : 7 points, soit environ 1 h 31. Il se présente sous forme de 21 affirmations indépendantes, à déclarer vraies ou fausses en justifiant par une définition, un calcul ou un schéma. Il balaie ainsi une grande partie du programme de terminale de l'époque.

Ondes mécaniques

Sur la photo de la corde, chaque point se déplace verticalement alors que l'onde avance horizontalement : l'onde est transversale (affirmation 1 vraie). La corde coupe l'axe tous les 20 cm, ce qui correspond à une demi-longueur d'onde, donc λ = 40 cm et v = λ f = 10 m·s⁻¹, et non 20 m·s⁻¹ (affirmation 2 fausse). Dans un milieu non dispersif, la célérité ne dépend pas de la fréquence (affirmation 3 fausse). Pour le point M, le corrigé redessine la corde un instant plus tard : M descend (affirmation 4 vraie). Enfin, l'écart angulaire θ = λ/a augmente quand la fréquence diminue : la diffraction est plus marquée à basse fréquence (affirmation 5 fausse).

Radioactivité

Sur la courbe de l'activité du radon 222, A passe de 600 Bq à 300 Bq vers 3,8 jours : c'est la demi-vie, alors que 5,5 jours est la constante de temps lue avec la tangente à l'origine (affirmation 6 fausse). Avec A = λ N et une activité de 500 Bq au bout d'un jour, on trouve N ≈ 2,4 × 10⁸ noyaux, à condition de convertir τ en secondes (affirmation 7 vraie).

Circuits électriques

Les deux courbes de charge partent de u_C = 0, le condensateur est donc déchargé à t = 0 (affirmation 8 vraie), et en régime permanent l'intensité est nulle (affirmation 9 vraie). Pour la courbe 1, la tangente à l'origine donne τ = 2,0 ms, d'où R = τ/C = 2,0 kΩ (affirmation 10 vraie). Diminuer R accélère la charge mais ne change pas la tension finale, or la courbe 2 tend vers une autre valeur (affirmation 11 fausse). Pour le circuit avec bobine, la loi d'additivité des tensions donne i + (L/R) di/dt = E/R : l'équation proposée est fausse (affirmation 12), et la courbe décroissante de la figure 6 représente la tension aux bornes de la bobine, pas celle du conducteur ohmique (affirmation 13 fausse).

Évolution des systèmes chimiques

À t = 0, la tangente à la courbe d'avancement n'est pas horizontale : la vitesse de réaction n'est pas nulle, elle est même maximale (affirmation 14 fausse). La température est un facteur cinétique (affirmation 15 vraie) et la vitesse diminue au cours du temps (affirmation 16 vraie). Un catalyseur ne modifie pas l'avancement final, or la courbe 2 atteint un palier différent (affirmation 17 fausse). Dans l'oxydation de l'acide oxalique, l'absorbance se stabilise à 0,5 : il reste des ions permanganate, qui ne sont donc pas le réactif limitant (affirmation 18 vraie).

Pour la pile, une transformation qui fournit du courant est spontanée et non forcée (affirmation 19 fausse). Le quotient de réaction initial vaut 0,20, inférieur à K = 0,31 : le sens direct est spontané (affirmation 20 vraie). En doublant la concentration des ions argent, Q_r,i = 0,40 > K et le sens d'évolution s'inverse (affirmation 21 vraie).

Conseils

Dans un vrai-faux, la réponse seule ne rapporte rien : chaque affirmation doit être justifiée brièvement mais précisément. Gérez votre temps en traitant d'abord les affirmations qui reposent sur une définition, puis les calculs. Le corrigé détaillé reprend les 21 affirmations avec la copie attendue, les figures complétées et les pièges.