Oui
Atomes, molécules et ions
Transformations chimiques
Gravitation et poids
Sujet Brevet Corrigé - Fibres naturelles - Physique-chimie - Asie 2019
1 juin 2019
Physique-chimie
Coton, laine, cheveu ou soie d'araignée : la partie physique-chimie du brevet 2019 Asie compare des fibres naturelles. 🧵
Dans ce sujet corrigé (25 points, 30 minutes), tu vas :
- lire la formule de la cellulose et choisir l'équation de combustion qui conserve les atomes ;
- identifier une fibre grâce à une échelle et un calcul de proportionnalité ;
- calculer une masse à partir d'un poids lu sur une courbe ;
- rédiger un protocole expérimental avec un schéma légendé.
✅ Correction
🫣
Correction Masquée
Avez-vous bien cherché l'exercice ?
Une épreuve de physique-chimie autour des fibres naturelles
La partie physique-chimie du brevet 2019 Asie, intitulée « Des fils de toutes sortes », compte 25 points et se traite en 30 minutes environ. Le sujet compare plusieurs fibres naturelles : le cheveu humain, le coton, la soie d'araignée et la laine de mérinos. Un tableau donne pour chacune le diamètre, la masse d'un kilomètre de fil, les composants chimiques et le comportement à la chaleur. Une photographie au microscope et une courbe force/allongement complètent les documents.
Partie I : propriétés physiques et chimiques des fibres
La question 1 demande de lire une formule chimique. Le coton contient surtout de la cellulose, de formule C6H10O5 : une molécule compte donc 6 atomes de carbone, 10 atomes d'hydrogène et 5 atomes d'oxygène. Le piège est de s'intéresser à l'eau, qui n'est pas le constituant principal.
La question 2 porte sur la combustion du coton dans le dioxygène. Il faut choisir la bonne équation parmi trois propositions et justifier chaque choix. La proposition b utilise le diazote au lieu du dioxygène, la proposition c fait apparaître un atome d'azote dans les produits. Seule la proposition a respecte la conservation des atomes : on compte 12 atomes de carbone, 20 atomes d'hydrogène et 34 atomes d'oxygène de chaque côté de la flèche.
La question 3 demande d'identifier la fibre photographiée. On mesure à la règle le trait d'échelle et l'épaisseur de la fibre, puis on utilise la proportionnalité. Le diamètre trouvé, voisin de 12 µm, ne correspond qu'à la soie d'araignée (4 à 16 µm).
Partie II : l'élasticité d'un fil de soie d'araignée
La question 4 exploite la courbe : le fil casse pour une force de 0,060 N. Cette force est le poids de l'objet suspendu, donc m = P / g, soit environ 0,0061 kg, c'est-à-dire 6,1 g. Il faut lire la force sur l'axe vertical et ne pas oublier de convertir les kilogrammes en grammes.
La question 5 demande un protocole expérimental : fixer le fil à une potence, mesurer sa longueur initiale, suspendre des masses de plus en plus grandes, calculer le poids et l'allongement à chaque essai. Un schéma légendé du montage aide à être complet.
Nos conseils
Lisez attentivement le tableau avant de répondre, justifiez chaque proposition de la question 2 et écrivez toujours la formule avant le calcul. Pour le protocole, distinguez bien la longueur du fil et son allongement : l'allongement est la longueur mesurée moins la longueur initiale.