Sujet STI2D — Terminale — Polynésie — Bac 2022

EXERCICE 1 commun à tous les candidats (4 points) Évolution de la température d’une boisson. Une boisson chaude est servie dans une tasse en céramique. L’exercice consiste à savoir s’il est possible de boire cette boisson au bout de dix minutes sans se brûler. Identifier un mode de transfert thermique mis en jeu entre la boisson chaude et la tasse, ainsi qu’entre la tasse et l’air ambiant. L’évolution de la valeur de la température (en degré Celsius) de la boisson chaude au cours du temps est modélisée par la relation : où est la valeur de la température de la boisson chaude après une attente de 𝜃𝜃𝑛𝑛+1 = −0,002(𝜃𝜃𝑛𝑛 −20)+𝜃𝜃𝑛𝑛 secondes ( est un entier naturel). La température initiale de la boisson chaude 𝜃𝜃𝑛𝑛 vaut . 𝑛𝑛 𝑛𝑛 𝜃𝜃0 Calculer et puis compléter le tableau fourni sur le document réponse, à 90 °C rendre avec la copie. Les résultats seront écrits avec trois chiffres significatifs. 𝜃𝜃2 𝜃𝜃3 La valeur du flux thermique entre la tasse et l’air ambiant est reliée à la valeur de la variation de la température de la boisson chaude dans la tasse en céramique, 𝜙𝜙 pendant la durée exprimée en seconde, par l’égalité : 𝛥𝛥𝜃𝜃 𝛥𝛥𝛥𝛥 𝑚𝑚×𝐶𝐶𝑡𝑡ℎ ×𝛥𝛥𝜃𝜃 La tasse contient une masse de de boisson chaude de capacité thermique 𝜙𝜙 = ⋅ 𝛥𝛥𝛥𝛥 massique égale à . 𝑚𝑚 0,400 kg Calculer la valeur du flu-x1 th-e1rmique au cours de la première seconde de 𝐶𝐶𝑡𝑡ℎ 4180 J⋅kg ⋅°C refroidissement de la boisson, en s’appuyant sur le tableau du document réponse. Justifier que le sens du transfert thermique entre la boisson chaude et l’air ambiant est cohérent avec le signe du flux thermique obtenu. La consommation d’une boisson, à une température supérieure à , engendre un risque de brûlure. Compléter les pointillés du script Python fourni sur le docu5m0 °eCnt réponse, à rendre avec la copie, afin que la valeur renvoyée par la fonction temps indique la durée d’attente nécessaire (en seconde) pour une consommation de la boisson chaude, sans risque de brûlure. La valeur renvoyée par la fonction temps est 424. Indiquer si, après une attente de 10 minutes, cette boisson chaude peut être consommée sans risque de brûlure. Justifier. 22-2DPCMAPO1 Page : 2 / 12 EXERCICE 2 commun à tous les candidats (6 points) Étude du son d’un violon Un élève souhaite reproduire électroniquement le son d’un violon. Cet exercice propose de suivre les premières