• Document: Baccalauréat STI2D et STL spécialité SPCL
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Baccalauréat STI2D et STL spécialité SPCL Épreuve de PHYSIQUE CHIMIE Session de septembre 2013 Proposition de correction 19/10/2013 http://www.udppc.asso.fr/national/ Page 1 sur 19 CAMPING-CAR Monsieur Moncar souhaite s’équiper d’un camping-car pour partir en vacances. Il fait des recherches afin de choisir un modèle. Il s’intéresse pour cela à différents critères :  la consommation et les enjeux environnementaux  la vitesse et la sécurité sur la route  les équipements intérieurs. PARTIE A : Consommation et enjeux environnementaux Monsieur Moncar cherche à évaluer quel sera l’impact carbone d’un moteur essence et d’un moteur diesel en calculant et en comparant les émissions de CO2 à l’aide de la documentation en annexe A. 1. À l’aide du document A1, calculer pour chaque moteur (essence et diesel) la distance moyenne sur autoroute en kilomètre que l’on peut parcourir avec un réservoir plein. 2. À l’aide des documents A1 et A2, déterminer pour chaque moteur quel est le coût du carburant pour un trajet de 500 km sur autoroute ? 3. À partir du document A3, citer un inconvénient à l’utilisation du gazole et un inconvénient à l’utilisation de l’essence. 4. Étude du moteur essence en consommation mixte : 4.1. Recopier et compléter l’équation de combustion de l’heptane qui est une réaction totale : C7H16 + O2  7 CO2 + H2O 4.2. En utilisant les données des documents A1 et A3, déterminer la masse d’heptane utilisé pour parcourir 100 km. 4.3. Montrer que la quantité de matière d’heptane consommée pour parcourir 1 km est égale à 0,73 mol. 4.4. Déterminer la quantité de matière en CO2 produite par le camping-car par km. 4.5. En déduire la masse de CO2 produite par km. 5. Un camping-car équipé d’un moteur diesel produit 194 g de CO2 par km parcouru en consommation mixte. Comparer l’impact CO2 des deux modèles. 6. En vous aidant du document A 5 : 6.1. Quel est l’inconvénient majeur lié à une motorisation diesel ? 6.2. A l’heure actuelle quelle est la solution proposée par l’industrie automobile ? 7. Citer un avantage et un inconvénient du moteur diesel par rapport au moteur essence. http://www.udppc.asso.fr/national/ Page 2 sur 19 ANNEXE A A1- Caractéristiques moteur : Modèle Essence Diesel 156 chevaux 150 chevaux Motorisation 4 cylindres 4 cylindres Vitesse sur route 90 km/h 90 km/h Vitesse sur autoroute 110 km/h 110 km/h Consommation 12,1 L / 100 km 9,2 L / 100 km en milieu urbain Consommation 9,6 L / 100 km 7,1 L / 100 km sur autoroute Consommation mixte 10,7 L / 100 km 8,1 L / 100 km Réservoir 120 L 120 L A2- Prix des carburants le 19/09/2012 : Carburant Gazole SP 95 (moteur diesel) (moteur essence) Prix au L (en €) 1,354 1,545 A3- Caractéristiques physico-chimiques des carburants : Gazole Essence Le gazole est un mélange de différents L’essence est aussi un mélange d’hydrocarbures hydrocarbures de 12 à 23 atomes de carbone. Il plus légers, de 6 à 12 atomes de carbones, auquel est liquide à la température ambiante et se on a ajouté divers additifs. Elle est liquide à solidifie même dès -5°C, d’où la nécessité en température ambiante. hiver rigoureux d’ajouter de l’antigel. Celui-ci ne Composé plus volatile que le gazole, elle présente présente aucun risque d’explosion. en cas d’incendie des risques d’explosion. Chimiquement on assimilera le gazole à du Chimiquement on assimilera l’essence à de hexadécane pur. l’heptane pur. Formule brute Masse volumique Masse molaire heptane C7H16 680 g.L-1 100 g.mol-1 hexadécane C16H34 770 g.L-1 226 g.mol-1 m Masse volumique : ρ =

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