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EXERCICE 1.UN CYCLISTE ÉCOLOGISTE (6,5 points) Philippe, soucieux de l'avenir de notre planète, fait la plupart de ses déplacements àvélo. Un jour son grand-père l'interpelle: «tu sais que les piles salines de ton éclairage sont polluantes et ont une durée de vie limitée? » Philippe, un peu penaud, répond «
EXERCICE 1.UN CYCLISTE ÉCOLOGISTE (6,5 points) Philippe, soucieux de l'avenir de notre planète, fait la plupart de ses déplacements àvélo. Un jour son grand-père l'interpelle: «tu sais que les piles salines de ton éclairage sont polluantes et ont une durée de vie limitée? » Philippe, un peu penaud, répond « oui, bien sûr, mais comment faire autrement? » - et bien ilfaut utiliser une dynamo pardi! - j'y ai bien pensé grand-père mais cela ne donne de la lumière que quand on roule. C'est un peu dangereux t -oh, il doit bien y avoir une solution ...toi qui es si fort en physique, tu peux sans doute trouver une solution! Partie A :étude de la pile saline utilisée par Philippe 1. Fonctionnement de la pile 1.1. Dans la pile saline utilisée par Philippe l'équation de la réaction se produisant à une des deux électrodes est: Zn =zrf+ +2e: Cette électrode est-elle l'anode ou la cathode? Justifier la réponse. 1.2. Le couple mis enjeu à la seconde éfectrode est MnOz/ Mn02H. Écrire l'équation de la réaction ayant lieu à cette électrode. 1.3. En déduire l'équation globale de fonctionnement de la pile. 2. Usure de la pile 2.1. Le constructeur de la pile indique la quantité maximale d'électricité que peut débiter la pile en ampère-heure: Qmax = 1,35 Ah. Donnée: 1Ah correspond à 3,60 x 1as c. Si l'intensité 1du courant débité par la pile de Philippe est égale à 90,0 mA, déterminer la durée maximale tmax de fonctionnement de la pile. 2.2. Déterminer la quantité d'électrons n(el mise en jeu pendant la durée t max• Donnée: constante de Faraday: F = 9,65x 1r1Cmot:', 2.3. En déduire la masse m de zinc consommée pendant cette même durée t max. = Donnée: M(Zn) 65,4q.moî", Partie B :tentative de remplacement des piles Philippe étudie le problème et réunit les renseignements suivants: - une dynamo (ou alternateur) est un générateur de tension alternative uniquement quand levélo roule. - un circuit électrique (qui ne sera pas étudié dans cet exercice) permet de transformer latension alternative en tension continue . • on peut stocker de l'énergie dans un condensateur et ensuite utiliser cette énergie stockée pour faire briller une lampe. La charge du condensateur se fait pendant que le vélo roule etne pose pas de problème particulier. Quand le vélo s'arrête, un circuit électronique permet de commencer la décharge du condensateur dans la lampe. 9PYOSAG1 Page 2111