موضوع امتحان بكالوريا 2024 في العلوم الفيزيائية مع الحل — شعبة علوم تجريبية

الجزء الأول: الكيمياء (12 نقطة)

التمرين الأول: دراسة تحول كيميائي (07 نقاط)

نحضر محلولا حمضيا بإذابة كتلة m = 0.72 g من حمض الإيثانويك CH3COOH في الماء للحصول على محلول (S) حجمه V = 100 mL.

المعطيات: M(C) = 12 g/mol, M(H) = 1 g/mol, M(O) = 16 g/mol, pKa = 4.8

1. احسب التركيز المولي الابتدائي C0 للمحلول (S).
2. أكتب معادلة تفاعل الحمض مع الماء.
3. أنشئ جدول التقدم للتفاعل.
4. قست الناقلية النوعية للمحلول فوجدتها sigma = 0.045 S/m. الناقليات المولية: lambda(H3O+) = 35×10^-3 S.m2/mol, lambda(CH3COO-) = 4.1×10^-3 S.m2/mol. احسب [H3O+].
5. استنتج نسبة التقدم tau. هل التفاعل محدود أم كلي؟
6. احسب pH المحلول.

التمرين الثاني: المتابعة الزمنية (05 نقاط)

نتابع تفاعل: 2I- + H2O2 + 2H3O+ -> I2 + 4H2O

1. حدد الثنائيتين Ox/Red.
2. أكتب نصف المعادلتين.
3. قياس [I2] بقانون بير-لامبير: A = 0.85, epsilon = 750 L.mol-1.cm-1, L = 1 cm. احسب [I2].
4. ارسم منحنى [I2] = f(t) نوعيا.
5. كيف تتطور السرعة الحجمية؟ علل.

الجزء الثاني: الفيزياء (08 نقاط)

التمرين الثالث: الميكانيك (04 نقاط)

جسم m=200g, v0=5m/s, بعد d=4m يصبح v=3m/s.

1. احسب عمل قوة الاحتكاك.
2. استنتج شدة قوة الاحتكاك f.
3. احسب القدرة المتوسطة.

التمرين الرابع: الكهرباء (04 نقاط)

مكثف C=100microF مشحون تحت U0=12V, مقاومة R=1kOhm.

1. احسب الشحنة الابتدائية Q0.
2. المعادلة التفاضلية للتفريغ.
3. حل المعادلة: uC(t).
4. احسب ثابت الزمن tau.

حل التمرين الأول

1. C0: M=60g/mol, n=0.72/60=0.012mol, C0=0.012/0.1=0.12 mol/L
2. معادلة: CH3COOH + H2O ⇔ CH3COO- + H3O+
3. جدول التقدم: CH3COOH: C0V-x, CH3COO-: x, H3O+: x
4. [H3O+]: sigma = (lambda1+lambda2)[H3O+] = 39.1×10^-3 x [H3O+][H3O+] = 0.045/0.0391 = 1.15×10^-3 mol/L
5. tau: = 1.15×10^-3/0.12 = 0.96%. التفاعل محدود.
6. pH: = -log(1.15×10^-3) = 2.94

حل التمرين الثاني

1. I2/I- و H2O2/H2O
2. الأكسدة: 2I- → I2 + 2e-
   الإرجاع: H2O2 + 2H3O+ + 2e- → 4H2O
3. [I2] = A/(epsilon.L) = 0.85/(750×1) = 1.13×10^-3 mol/L
4. السرعة = ميل المماس للمنحنى.
5. تتناقص السرعة مع الزمن لأن [المتفاعلات] تتناقص.

حل التمرين الثالث

1. W(f) = 1/2 m(v2-v02) = 0.5×0.2x(9-25) = -1.6 J
2. W(f) = -f.d, f = 1.6/4 = 0.4 N
3. Dt = d/((v0+v)/2) = 1s, Pmoy = -1.6/1 = -1.6 W

حل التمرين الرابع

1. Q0 = 100×10^-6 x 12 = 1.2×10^-3 C
2. uC + RC.duC/dt = 0
3. uC(t) = 12.e^(-t/RC)
4. tau = 10^3 x 100×10^-6 = 0.1 s. يمثل زمن تفريغ 63%.

⭐ نصائح

• انتبه للوحدات: استعمل SI.
• في الكيمياء، tau < 1% يعني حمض ضعيف.
• مبرهنة الطاقة الحركية أساسية لحساب الشغل.

📚 مواضيع ذات صلة

• درس التيار الكهربائي المتناوب
• درس المتابعة الزمنية
• موضوع الرياضيات بكالوريا 2024

📌 dz-onec.com