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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 à vélo. Un jour son grand-père l'interpelle: «tu sais que les piles salines de ton éclairage sont polluantes etont unedurée 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 à vélo. Un jour son grand-père l'interpelle: «tu sais que les piles salines de ton éclairage sont polluantes etont unedurée de vie limitée? » Philippe, un peu penaud, répond « oui, bien sûr, mais comment faire autrement? » -et bien ilfaut utiliser unedynamo pardi! - j'y ai bien pensé grand-père mais cela ne donne de la lumière que quand on roule. C'est un peudangereux! -oh, ildoit bieny avoir unesolution...toi qui es sifort en physique,tu peuxsans doutetrouver unesolution! 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 Zn2 + +2 Cetteélectrode est-elle l'anode ou lacathode? Justifier laréponse. 1.2. Le couple mis enjeu à la seconde électrode est MnO 2/ Mn02H. Écrirel'équation de laréaction ayant lieuà cette électrode. 1.3. Endéduire l'équation globale defonctionnement 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: Omax = 1,35Ah. Donnée: 1Ah correspond à 3,60 x 103 C. Si l'intensité 1 du courant débité par la pile de Philippe est égale à 90,0 mA, déterminer ladurée maximale tmax defonctionnement de la pile. 2.2. Déterminer la quantité d'électrons n(e-) miseenjeu pendant ladurée t max. Donnée: constante de Faraday: F = 9,65 x 104 C.mol -1. 2.3. Endéduire la massemde zinc consommée pendant cette même durée tmax• = Donnée: M(Zn) 65,4 q.moï". Partie B :tentative de remplacement des piles Philippeétudie le problèmeetréunit lesrenseignements suivants: - unedynamo (ou alternateur) est ungénérateur detension alternative uniquement quand levélo roule. - uncircuit électrique (qui nesera pasétudié dans cetexercice) permet detransformer latension alternative en tension continue. - on peut stocker de l'énergie dans uncondensateur etensuite utiliser cette énergie stockée pour faire briller unelampe. Lacharge du condensateur sefait pendantque levélo 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. 9PYSSAG1 Page 2/10 Première partie: étude expérimentale de la décharge d'un condensateur Pour savoir si son idée est utilisable, Philippe décide de tester la décharge d'un condensateur de = capacité C 1,0IJFdans unelampe. Remarque: on considère que la lampe à incandescence se comporte pratiquement comme