1 7 المادة: الفيزياء والكيمياء RS8 المعامل: الشعب(ة) أو المسلك : شعبة العلوم التجريبية مدة الا نجاز: يسمح باستعمال الا لة الحاسبة العلمية غير القابلة للبرمجة يتضمن الموضوع ا ربعة تمارين : تمرين في الكيمياء وثلاثة تمارين في الفيزياء : 7) نقط) دراسة الا سبرين. : 1) نقطة) الكيمياء الفيزياء ) نقط): دراسة انتشار الموجات موجة ضوي ية في قلب ليف بصري.. ) 4,5 نقط): دراسة دارة مثالية LC تضمين ا شارة جيبية. الكهرباء. 5,5) نقط) : الميكانيك تحديد بعض المقادير الفيزياي ية المميزة لكوكب المريخ
RS8 الاستدراكیة 010 الموضوع مادة: الفیزیاء والكیمیاء شعبة العلوم التجريبية الكيمياء: (7 نقط) الا سبرين أو حمض الا ستیلسلیسلیك acétylsalicylique) (acide من الا دوية الا كثر استعمالا في العالم فھو مسكن للا لام و مقاوم للحمى... نقترح من خلال ھذا التمرين دراسة طريقة تحضیر الا سبرين و تفاعله مع الماء. المعطيات: تمت جميع القياسات عند. 5 C يعطي الجدول التالي ا سماء الا جسام المتفاعلة والنواتج وبعض القيم الممي زة لها: الا سم الصيغة العامة الصيغة نصف المنشورة حمض السليسليك C 7 H CH H حمض الا ستيلسليسليك C 9 H 8 4 CH CCH حمض الا يثانويك C H 4 CH CH اندريد الا يثانويك C 4 H CH C CH C 10 1,08 0 180 18 الكتلة المولية (g.mol 1 ) الكتلة الحجمية (g.ml 1 ) K. ولقاعدته المرافقة بالرمز نرمز لحمض الا ستيلسليسليك بالرمز AH. pk A =,5 ثابتة الحمضية للمزدوجة ) (AH/A : 7,0.10 = ثابتة التوازن لتفاعل حمض الا يثانويك مع حمض السليسليك : A 1 تحضير الا سبرين: لتحضير الا سبرين ا و حمض الا ستيلسليسليك AH قامت مجموعتان من التلاميذ با نجاز تجربتين مختلفتين: 1.1 التجربة الا ولى: تم تحضير الا سبرين AH بتفاعل حمض الا يثانويك مع المجموعة المميزة هيدروكسيل H لحمض السليسيليك الذي نرمز له ب. RH ا نجزت المجموعة الا ولى التسخين بالارتداد لخليط حجمه V ثابت و يتكون من كمية المادة n 1 = 0, mol لحمض الا يثانويك وكمية المادة n = 0, mol من حمض السليسليك با ضافة قطرات من حمض الكبريتيك المركز. 1.1.1 اكتب المعادلة الكيمياي ية المنمذجة لهذا التفاعل باستعمال الصيغ نصف المنشورة وا عط اسمه. (0,5 ن) 1.1. اعتمادا على الجدول الوصفي ا ثبت العلاقة : التوازن. (1 ن) 1.1. حدد المردود x 0, eq K = حيث xeq x eq r 1 لهذا التفاعل. (1 ن) يمثل تقدم التفاعل عند
RS8 الاستدراكیة 010 الموضوع مادة: الفیزیاء والكیمیاء شعبة العلوم التجريبية 1. التجربة الثانية: لتحضير الكتلة m(ah) = 15, g من الا سبرين ا نجزت المجموعة الثانية خليطا مكونا من الكتلة m 1 = 1, 8 g من حمض السليسليك والحجم v = 19,0 ml من ا ندريد الا يثانويك با ضافة قطرات من حمض الكبريتيك المركز فحدث تفاعل كيمياي ي ننمذجه بالمعادلة الكيمياي ية التالية: CH CH C CH + + CH CH C CH CCH H ا وجد المردود r لهذا التحول باعتماد الجدول الوصفي. (0,75 ن) 1. حدد التجربة الا كثر ملاءمة للتصنيع التجاري للا سبرين علل جوابك. (0,5 ن) دراسة تفاعل الا سبرين مع الماء: نذيب الكتلة 'm من الا سبرين AH في الماء الخالص لتحضير محلول ماي ي (S) تركيزه C وحجمه V = 44 ml و ذي ph=,9. ننمذج هذا التحول الكيمياي ي بالمعادلة الكيمياي ية التالية : AH aq + H l A aq + + H aq لعينة 1 = τ. 1,5) ن).1 بي ن ا ن تعبير نسبة التقدم τ هو : ph 1 10 pk A +. استنتج التركيز C واحسب الكتلة 'm. (1 ن). حدد النوع المهيمن من المزدوجة ) (AH/A في معدة شخص تناول قرصا من الا سبرين علما ا ن قيمة ph من عصارة معدته هي = ph. (0,75 ن) ( الموجات : ) نقط تستعمل الا لیاف البصرية في مجالات متعددة أھمھا میدان نقل المعلومات والا شارات الرقمیة ذات الصبیب العالي. تتمیز ھذه الا لیاف بكونھا خفیفة الوزن ) مقارنة مع باقي الموصلات الكھرباي یة ( و مرنة و تحافظ على جودة الا شارة لمسافات طويلة. يتكون قلب اللیف البصري من وسط شفاف كالزجاج لكنه أكثر نقاوة. يھدف ھذا التمرين إلى تحديد سرعة انتشار موجة ضوي یة في قلب لیف بصري و إلى تحديد معامل انكساره. لتحديد سرعة انتشار موجة ضوي ية في ليف بصري طوله L = 00m تم ا نجاز التركيب التجريبي الممثل في الشكل( 1 ) حيث يمك ن اللاقطان R 1 و R المركبان في طرفي الليف البصري من تحويل الموجة الضوي ية ا لى موجة كهرباي ية نعاينها على شاشة راسم التذبذب. ) الشكل ) لیف بصري R 1 R Laser. 0,µ نعطي : الحساسية الا فقية هي s / div 8 1 المدخل 1 m.. c =.10 المدخل سرعة الضوء في الفراغ: s نقرا على لصيقة منبع اللازر: الشكل 1.λ 0 طول الموجة في الفراغ : 00nm =
ن 1 الصفحة 4 RS8 الاستدراكیة 010 الموضوع مادة: الفیزیاء والكیمیاء شعبة العلوم التجريبية 5,.10 n= 1,484 + λ 15 و. R ) 0,5 ن) R 1 τ المسجل بين 1 باستغلال الشكل : 1.1 حدد التا خر الزمني 1. احسب سرعة انتشار الموجة الضوي ية في قلب ) 0,5 ن) الليف البصري. 1. استنتج معامل الانكسار n للوسط الشفاف الذي ي كون قلب ) 0,5 ن) الليف البصري. الشكل 1.4 احسب طول الموجة الضوي ية λ في قلب الليف. ) 0,5 ن) الليف البصري وسط شفاف يتغير معامل انكساره مع طول الموجة الواردة وفق العلاقة: في النظام العالمي للوحدات. نعوض المنبع الضوي ي بمنبع ا خر ا حادي اللون طول موجته في الفراغ التجريبي السابق ا وجد التا خر الزمني 'τ الملاحظ على شاشة راسم التذبذب. ' λ 0 بدون تغيير ا ي شيء في التركيب = ( ) 400nm 4,5) الكهرباء : نقطة) المكثف و الوشیعة خزانان للطاقة عند تركیبھما معا في دارة كھرباي یة يتم تبادل الطاقة بینھما. نقترح من خلال ھذا التمرين دراسة دارة مثالیة LC ودراسة تضمین إشارة جیبیة. i C L 0,7 1,4,1 الشكل 1 u C (V) (V) 4 0 4 الشكل 1 التذبذبات الحرة في دارة مثالية : LC قامت مجموعة من التلاميذ بالشحن الكلي لمكثف سعته C تحت توتر مستمر U وبتركيبه مع وشيعة (b) معامل تحريضها L ومقاومتها الداخلية مهملة (الشكل 1). 1.1 انقل على ورقة التحرير الشكل 1 ومثل عليه في الاصطلاح مستقبل التوتر u c بين مربطي المكثف والتوتر u L بين مربطي الوشيعة ) 0,5 ن) 1. ا ثبت المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر. u C ) 0,5 ن) 1. يمثل الشكل تغيرات التوتر u C بدلالة الزمن. باستغلال المنحنى اكتب التعبير العددي للتوتر (t).( u C 0,5 ن) 1.4 تتغير الطاقة المغنطيسية E m المخزونة في الوشيعة بدلالة الزمن وفق المنحنى الممثل في الشكل. 1.4.1 ب ين ا ن الطاقة E m تكتب كما يلي : 1 4π t(ms) ن) 0,5 ) E m (t) = C U (1 cos t ) 4 T0 1 sin x = (1 نذكر ا ن : ) cosx 1.4. استنتج تعبير القيمة القصوية E mmax للطاقة المغنطيسية بدلالة C و. U ) 0,5 ن)
5 RS8 الاستدراكیة 010 الموضوع مادة: الفیزیاء والكیمیاء شعبة العلوم التجريبية E m ( mj ) 0,4 0, 0, 0,1 0 p(t) E 1 E X S t u S (t) E باعتماد المنحنى f(t) E m = حدد السعة C 1.4. ) 0,5 ن) للمكثف المستعمل. ) 0,5 ن). 1.5 ا وجد معامل التحريض L للوشيعة (b) تضمين ا شارة : f s ا نجزت المجموعة لا رسال ا شارة جيبية s(t) ذات تردد السابقة من التلاميذ في مرحلة ثانية التركيب الممثل في الشكل 4 على المدخل E 1 p(t) = P m cos πf p t وطب قت التوتر والتوتر s(t) + U 0 = S m cos πf s t + U 0 على المدخل 0 U المركبة المستمرة للتوتر) وعاينت على شاشة راسم ) ثم التوتر (t) u S عند s(t) + U 0 التذبذب التوترين p(t) و مخرج الدارة المتكاملة فحصلت على المنحنيات الممثلة في كل من الشكلين 5 و. s(t) + U 0 ب( الشكل الشكل 4 ( ) أ ( الشكل 5 الشكل 0,5 ) ) 0,5 ن) ماذا تستنتج ن).1 ما الشرط الذي يجب ا ن يحققه الترددان f s و F p للحصول على تضمين جيد. ا قرن كل منحنى من الشكلين 5 و بالتوتر المناسب له. ) 0,75 ن). حدد نسبة التضمين m علما ا ن الحساسية الرا سية لراسم التذبذب هي 1V/div. الميكانيك: (5,5 نقط) المريخ ھو أحد كواكب النظام الشمسي الذي يمكن رصده بسھولة في السماء بسبب إضاءته ولونه الا حمر و له قمران طبیعیان ھما فوبوس و ديموس. اھتم العلماء بدراسته منذ زمن بعید وأرسلت إلیه في العقود الا خیرة عدة مركبات فضاي یة استكشافیة مكنت من الحصول على معلومات ھامة حوله. يقترح ھذا التمرين تحديد بعض المقادير الفیزياي یة المتعلقة بھذا الكوكب. المریخ وقمراه
RS8 الاستدراكیة 010 الموضوع مادة: الفیزیاء والكیمیاء شعبة العلوم التجريبية 1jour = 8400 s المعطيات : كتلة الشمس: M S =.10 0 kg شعاع المريخ: R M = 400 km ثابتة التجاذب الكوني: (SI) G =,7.10 11 دور حركة المريخ حول الشمس: T M = 87 jours شدة الثقالة على سطح الا رض : N.kg g 0 = 9,8 نعتبر ا ن للشمس وللمريخ تماثلا كرويا لتوزيع الكتلة. 1 تحديد شعاع مسار حركة المريخ وسرعته: نعتبر ا ن حركة المريخ في المرجع المركزي الشمسي داي رية سرعتها V وشعاع مسارها ) r نهمل ا بعاد المريخ ا مام المسافة الفاصلة بينه وبين مركز الشمس كما نهمل القوى الا خرى المطبقة عليه ا مام قوة التجاذب الكوني التي تطبقها الشمس ). 1.1 مثل على تبيانة القوة التي تطبقها الشمس على المريخ. ) 0,5 ن) 1. اكتب بدلالة G و M S و M M و r تعبير الشدة F S/M لقوة التجاذب الكوني التي تطبقها الشمس على المريخ. ) M M تمثل كتلة المريخ ( ) 0,5 ن) 1. بتطبيق القانون الثاني لنيوتن بي ن ا ن : 1..1 حركة المريخ حركة داي رية منتظمة. ) 0,5 ن) T M 4 π و ا ن قيمة r هي : m. r,.10 11 ) 1 ن) 1.. العلاقة بين الدور والشعاع هي : = r G.MS 1.4 ا وجد السرعة. V ) 0,5 ن) تحديد كتلة المريخ وشدة الثقالة على سطحه : نعتبر ا ن القمر فوبوس يوجد في حركة داي رية منتظمة حول المريخ على المسافة z = 000 km من سطحه. دور هذه الحركة هو ) T p = 40 min نهمل ا بعاد فوبوس ا مام باقي الا بعاد ). بدراسة حركة فوبوس في مرجع ا صله منطبق مع مركز المريخ والذي نعتبره غاليليا ا وجد :.1 الكتلة M M للمريخ. ) 1 ن). شدة الثقالة g 0M على سطح المريخ وقارنها بالقيمة 1 N.kg g Mex =,8 التي تم قياسها على سطحه باعتماد ا جهزة متطورة. (1,5 ن)