Oui
Mouvements et vitesse
Forces et interactions
Transformations chimiques
Sujet Brevet Corrigé - Sous-marins de loisir - Physique-chimie - Polynésie septembre 2024
1 septembre 2024
Physique-chimie
🌊 En septembre 2024, la partie de physique-chimie du brevet en Polynésie embarque à bord d'un sous-marin de loisir électrique. Cette partie sur 25 points se traite en 30 minutes.
- Décrire le mouvement du sous-marin et les forces qui s'exercent sur lui lors de sa mise à l'eau.
- Calculer une masse volumique pour montrer qu'il peut plonger.
- Étudier la transformation chimique qui élimine le dioxyde de carbone et la conservation de la masse.
- Choisir la bonne batterie à partir de la puissance et de la durée.
Le sujet officiel et son corrigé détaillé en PDF sont gratuits, avec méthodes et pièges expliqués question par question.
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Brevet 2024 Polynésie septembre : la physique-chimie et les sous-marins de loisir
La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes, part d'une situation qui fait rêver : explorer les fonds marins à bord d'un petit sous-marin de loisir électrique. Le sujet suit l'engin pas à pas, de sa mise à l'eau depuis un bateau jusqu'au choix de ses batteries pour explorer une épave. Neuf questions se répartissent en trois parties.
Partie A : la mise à l'eau du sous-marin (11 points)
Le sous-marin, suspendu au câble d'une grue, descend verticalement à vitesse constante : son mouvement est rectiligne uniforme. L'action du câble est de contact, celle de la Terre à distance ; les deux forces sont verticales, celle du câble vers le haut, le poids vers le bas. Il faut ensuite montrer que le sous-marin peut plonger : avec une masse de 8 350 kg et un volume de 7,5 m3, sa masse volumique vaut environ 1 113 kg/m3, plus que celle de l'eau de mer (1 025 kg/m3).
Partie B : le recyclage de l'air (9 points)
Le dioxyde de carbone rejeté par les occupants est éliminé par une transformation chimique. On nomme le produit H2O, l'eau, puis on lit la formule CaO2H2 à l'aide de la classification périodique : un atome de calcium, deux atomes d'oxygène et deux atomes d'hydrogène. L'équation montre que le CO2 est un réactif : il est consommé et n'est pas reformé. Enfin, la conservation de la masse permet de calculer la masse de CO2 éliminée : 6,8 g + 1,2 g − 5,0 g = 3,0 g.
Partie C : le choix des batteries (5 points)
Le moteur a une puissance de 8 kW et l'exploration doit durer au moins 3 h, avec des batteries de 200 kg au plus. Il faut calculer l'énergie nécessaire, E = P × t = 24 kWh, puis tester chaque batterie du tableau : seule la batterie C, avec 25 kWh pour 150 kg, respecte les deux conditions.
Les pièges à éviter
Attention à ne pas confondre direction et sens : le sous-marin descend, et pourtant le câble le tire vers le haut. Dans une question « montrer que », le calcul ne suffit pas : il faut la comparaison et une phrase de conclusion. « Ca » est un seul atome, le calcium. Enfin, « en justifiant » oblige à citer la conservation de la masse.
Nos conseils
Pour chaque calcul, annonce ce que tu calcules, écris la formule avec les unités, puis conclus par une phrase. Pour les batteries, teste chaque condition une par une. Le corrigé détaillé donne la rédaction attendue, les méthodes et les erreurs fréquentes.