Sujet Physique-Chimie — Terminale — Amérique du Sud — Bac 2025

EXERCICE 1. Tour Montparnasse (11 points) Du haut de ses 210 m et 59 étages, la tour Montparnasse est le plus grand gratte-ciel de la ville de Paris. Elle fera peau neuve d’ici peu : jardins, façades végétalisées, panneaux photovoltaïques, nouveau vitrage transparent et isolant. La future tour devrait à la fois changer d’aspect et améliorer ses performances énergétiques. Cet exercice propose d’étudier, dans un premier temps, le mouvement d’un des ascenseurs équipant la tour. Il portera ensuite sur deux des mesures visant à L’actuelle tour améliorer les performances énergétiques du bâtiment. Montparnasse 1. Mouvement du grand ascenseur L’objectif de cette première partie est d’étudier le mouvement du plus grand ascenseur de la tour, qui relie le rez-de-chaussée, pris comme référence d’altitude, au 56e étage. On étudie le mouvement, dans le référentiel terrestre supposé galiléen, du centre d’inertie de l’ascenseur dans le champ de pesanteur considéré comme uniforme. Le point O confondu avec le centre de masse de l’ascenseur lorsqu’il se situe au rez-de-chaussée sera pris comme origine d’un axe Oz orienté positivement vers le haut. Données : - loi fondamentale de la statique des fluides : 𝑃 −𝑃 = 𝜌∙𝑔∙(𝑧 −𝑧 ) B A A B avec : 𝑃 , 𝑃 : pression du fluide en deux points A et B (en Pa) ; A B 𝜌 : masse volumique du fluide (en kg∙m−3) ; 𝑔 ∶ intensité de la pesanteur (en m∙s−2) ; 𝑧 , 𝑧 : altitude des points A et B (en m) ; A B - intensité de la pesanteur terrestre : 𝑔 = 9,81 m∙s−2 ; - masse molaire de l’air dans les conditions de l’expérience : 𝑀 = 28,98 g∙mol−1 ; - constante des gaz parfaits : 𝑅 = 8,314 J∙mol−1∙K−1 ; - relation entre la température exprimée en kelvin et la température exprimée en degré Celsius : 𝑇(K) = 𝜃(°C)+273,15. On se propose, dans un premier temps, de vérifier la hauteur parcourue par l’ascenseur lors d’un trajet, à partir d’un suivi de la pression atmosphérique réalisé grâce à un smartphone. On considère que l’air suit le modèle du gaz parfait. Les mesures obtenues permettent de tracer la courbe suivante. Figure 1. Courbe représentant l’évolution de la pression au cours d’un voyage dans le grand ascenseur Source : mesures réalisées par l’auteur de l’exercice 25-PYCJ1AS1 Page 2 / 13 Q1. À l’aide de la figure 1, justifier qualitativement que l’ascenseur monte lors de