Le voyage

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : L'énergie et ses conversions - Le corps humain et la santé
Type : Sujet complet | Année : 2017 | Académie : Polynésie française


Polynésie française • Juin 2017

physique-chimie et svt • 50 points

Le voyage

1. physique-chimie • voyage à bord d’un voilier écologique

Le propriétaire d’un voilier écologique a fait le choix d’utiliser un hydrogénérateur pour alimenter son bateau en électricité.

Cet hydrogénérateur permet d’alimenter : le dessalinisateur, le système de navigation, l’ensemble des éclairages du bateau.

1. Le dessalinisateur (7,5 points)

À bord, le dessalinisateur permet de transformer l’eau de mer en eau douce. L’eau de mer contient les espèces chimiques de formule Na+ et Cl.

a) Indiquer la nature des espèces chimiques de formule Na+ et Cl, en choisissant parmi les termes suivants : atome, ion, molécule.

document 1 Tests de reconnaissance de quelques espèces chimiques

Détecteur (réactif)

Formule de l’espèce chimique testée

Observation

Hydroxyde de sodium

Cu2+

Formation d’un précipité bleu

Hydroxyde de sodium

Fe2+

Formation d’un précipité verdâtre

Hydroxyde de sodium

Zn2+

Formation d’un précipité blanc

Nitrate d’argent

Cl

Formation d’un précipité blanc qui noircit à la lumière

b) À l’aide du document 1, décrire la mise en œuvre d’un test simple permettant de détecter la présence de l’espèce chimique Cl dans l’eau de mer et indiquer le résultat attendu. Il est possible de faire un schéma.

2. L’hydrogénérateur (10 points)

L’hydrogénérateur est constitué d’une hélice reliée à un alternateur.

L’hélice est mise en mouvement par le déplacement d’eau et elle entraîne un alternateur grâce auquel les circuits électriques du voilier sont alimentés.

a) Le diagramme de conversion d’énergie ci-dessous concerne l’alternateur. Sans recopier le diagramme sur la copie, nommer les différentes formes d’énergie correspondant aux numéros 1, 2 et 3 en choisissant parmi les suivantes : chimiques, électrique, thermique, cinétique.

sci3_1706_13_00C_02

b) L’énergie électrique produite par l’hydrogénérateur dépend de la vitesse de navigation du voilier.

À l’aide du document 2, indiquer à partir de quelle vitesse de navigation du voilier, en nœuds, l’hydrogénérateur produit de l’énergie électrique.

document 2 Production d’énergie électrique par un hydrogénérateur, pendant 24 h, en fonction de la vitesse du voilier

sci3_1706_13_00C_03

1. Le nœud est une unité de vitesse couramment utilisée en marine. 1 nœud = 1 852 m/h.

c) L’énergie électrique consommée dépend de la puissance des appareils et de leur durée d’utilisation.

Montrer que l’énergie E1 consommée par l’éclairage du bateau sur une plage horaire de 24 h est de 240 Wh.

document 3 Tableau récapitulatif des puissances et des durées d’utilisation des appareils électriques à bord du voilier sur une plage horaire de 24 h

Nom de l’appareil électrique

Puissance de l’appareil (en watts W)

Durée d’utilisation de l’appareil sur 24 h

(en heures h)

Consommation énergétique de l’appareil sur 24 h

(en wattheures Wh)1

Système de navigation

110

20

2 200

Dessalinisateur

60

1

60

Éclairage

20

12

E1

1. 1 wattheure (Wh) est l’énergie consommée par un appareil d’une puissance de 1 W pendant une heure.

3. Autonomie énergétique (5 points)

À l’aide des documents 2 et 3 et du résultat de la question 2. b), déterminer la vitesse en nœuds à partir de laquelle le voilier doit naviguer pour produire l’énergie totale consommée par le bateau sur une plage horaire de 24 h.

2. svt • Le voyage de yersinia pestis

document 1 Le voyage de Yersinia pestis

La peste est une maladie infectieuse très grave due à la bactérie Yersinia pestis. Elle a provoqué plus de 50 millions de morts dans le monde. La peste serait apparue en Asie il y a plus de 2 600 ans puis se serait répandue vers l’Europe, empruntant la route de la soie1. L’arrivée de la peste en Afrique correspondrait aux voyages du navigateur chinois Zheng He.

1. Route de la soie : réseau ancien de routes commerciales entre l’Asie et l’Europe.

1. À partir du document 1, nommer le micro-organisme responsable de la transmission de la peste et préciser le type de micro-organisme auquel il appartient. (2 points)

document 2 Yersinia pestis observée au microscope

sci3_1706_13_00C_04

ph © A.B. Dowsett/SPL/Biosphoto

D’après Historiadelamedica.org

2. En utilisant le document 2 et vos connaissances, classer les éléments suivants du plus grand au plus petit : poumon humain, être humain, bactérie. (3 points)

document 3 Costume d’un médecin de la peste

sci3_1706_13_00C_05

ph © Wikimedia commons

En 1619, un costume protecteur de la peste est inventé. Ci-contre, un médecin soignant des malades atteints de la peste est vêtu d’une épaisse tunique, porte des bottes et un masque en forme de bec dans lequel on incorpore des herbes aromatiques. Les mains sont nues.

On a découvert depuis que la peste se transmettait par les piqûres des puces qui passent du rat à l’Homme ou d’un être humain à un autre. Elle se transmet également par les poussières contenant les excréments des puces, et dans certains cas, elle peut même se transmettre d’être humain à être humain par voie aérienne (gouttelettes de salive, éternuements…).

D’après Wikipédia, docteur Schnabel de Rome pendant la peste noire.

3. À partir du document 3, identifier les modes de transmission de ce micro-organisme. (6 points)

4. D’après les informations du document 3, expliquer quels sont les éléments du costume qui sont efficaces contre la contamination et proposer une précaution supplémentaire pour une meilleure efficacité.

On attend une réponse sous la forme d’un texte argumenté. (11,5 points)

Les clés du sujet

Physique-chimie

Comprendre les documents

Le document 1 présente les tests de reconnaissances de quatre espèces chimiques.

Le document 2 montre que l’énergie électrique produite par l’hydrogénérateur dépend de la vitesse du bateau, ce document donne le graphique de l’énergie produite en fonction de la vitesse en nœuds.

Le document 3 montre un tableau qui te permet d’établir un lien entre l’énergie, la puissance et le temps. Ce tableau montre les puissances électriques et les durées d’utilisation de quelques systèmes et appareils à bord du voilier.

Répondre aux questions

 1. b) Utilise le tableau du document 1 pour élaborer ton protocole. Sois précis : cite la verrerie à utiliser et indique les quantités.

 2. c) Tu cherches à calculer une énergie électrique. Les données du tableau doivent te servir.

 3. Il s’agit à nouveau d’obtenir l’énergie totale utilisée lors du voyage dans ce bateau. Cette énergie te permettra à partir du document 2 d’obtenir la vitesse à laquelle le bateau doit se déplacer pour l’engendrer.

SVT

Comprendre les documents

Le document 1 présente le vecteur de la peste, son origine et sa propagation sur le globe.

Le document 2 est une photographie de Yersinia pestis observée au microscope.

Le document 3 décrit le costume d’un médecin de la peste au xviie siècle, ainsi que les moyens de transmission de la maladie.

Répondre aux questions

 1. Les réponses sont présentes dans le document 1, il n’y a pas de connaissances à avoir.

 2. Tu peux utiliser l’échelle donnée sur la photographie pour classer la bactérie.

 3. Surligne dans le texte du document 3 tous les modes de transmission de la bactérie.

 4. Cherche dans le document 3 les caractéristiques du costume qui empêchent les modes de contamination par la bactérie vus dans la question 3.

N’oublie pas de proposer une précaution supplémentaire.