Exercice 1 Les muons du CERN 1. a. Quelle est la ... - Webnode
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TS Devoir n° 6 Durée 1h<strong>Exercice</strong> 1 <strong>Les</strong> <strong>muons</strong> <strong>du</strong> <strong>CERN</strong><strong>1.</strong> a. <strong>Quelle</strong> <strong>est</strong> <strong>la</strong> prévision d’Einstein, concernant le temps, mise en évidence expérimentalement au <strong>CERN</strong> ?b. <strong>Quelle</strong> condition expérimentale permet cette mise en évidence ? Comment <strong>est</strong>-elle obtenue ?2.a. <strong>Quelle</strong> <strong>est</strong> <strong>la</strong> <strong>du</strong>rée de vie propre d’un muon ∆t p ? <strong>Quelle</strong> <strong>est</strong> sa <strong>du</strong>rée mesurée ∆t m ?b. Quel instrument de mesure permet une mesure précise de ces <strong>du</strong>rées ?3.a. Dans le cas <strong>du</strong> muon, à quoi <strong>est</strong> égal le coefficient qui relie <strong>du</strong>rée propre et <strong>du</strong>rée mesurée ?b. Vérifier <strong>la</strong> valeur de ce coefficient pour <strong>la</strong> vitesse atteinte par un muon dans un accélérateur de particules <strong>du</strong><strong>CERN</strong>.<strong>Quelle</strong> doit être au moins <strong>la</strong> longueur de l’accélérateur pour déterminer <strong>la</strong> <strong>du</strong>rée mesurée ∆t m ? Le résultat <strong>est</strong>-ilcohérent avec l’indication <strong>du</strong> document ?<strong>Exercice</strong> 2« Le vin <strong>est</strong> une boisson provenant exclusivement de <strong>la</strong> fermentation <strong>du</strong> raison frais ou <strong>du</strong> jus de raison frais. »Telle <strong>est</strong> <strong>la</strong> définition légale <strong>du</strong> vin, mais derrière le terme «fermentation » se cachent des transformations queles chimistes ont mis des années à découvrir.Dans les années 1960, on commença à s’intéresser à une autre fermentation, qui se pro<strong>du</strong>it généralement après<strong>la</strong> fermentation alcoolique, et à <strong>la</strong>quelle on n’attachait pas trop d’importance jusqu’alors, car on pensait qu’ils’agissait d’un achèvement de <strong>la</strong> fermentation alcoolique. Il s’agit de <strong>la</strong> fermentation malo<strong>la</strong>ctique, qui consisteen une transformation totale de l’acide malique présent dans le jus de raisin en acide <strong>la</strong>ctique, sous l’action debactéries.Cette fermentation, longtemps ignorée, a une influence reconnue sur <strong>la</strong> qualité gustative de certains vins, àcondition de <strong>la</strong> con<strong>du</strong>ire correctement.L’équation de <strong>la</strong> fermentation malo<strong>la</strong>ctique <strong>est</strong> :
Le dosage enzymatique de l’acide malique r<strong>est</strong>ant dans le vin permet d’obtenir <strong>la</strong> concentration massique enacide malique C m (t) en fonction <strong>du</strong> temps, pour une température de fermentation maintenue à 20 o C :t (jours) 0 4 8 12 16 20 28C m (g.L -1 ) 3,5 2,3 1,6 0,8 0,5 0,27 0[acide malique](t)(mol.L -1 )x(t) (mol) 0 9,0.10 -3 1,4.10 -2 2,0.10 -2 2,2.10 -2 2,4.10 -2 2,6.10 -2<strong>1.</strong>a Montrer que <strong>la</strong> concentration mo<strong>la</strong>ire en acide malique r<strong>est</strong>ant dans le vin à l’instant t s’exprime par :b. Compléter le tableau ci-dessus en calcu<strong>la</strong>nt <strong>la</strong> [acide malique](t)c. En dé<strong>du</strong>ire <strong>la</strong> quantité de matière initiale d’acide malique n acide malique (t = 0) dans un litre de vin.2.a. Compléter le tableau descriptif de l’évolution de <strong>la</strong> réaction ci-dessous.Etat initialEn coursEtat finalb. Exprimer l’avancement x(t) en fonction de n acide malique (t = 0) et de n acide malique (t). Retrouver <strong>la</strong> valeur de x(t)au 8 ème jour.3.a. Tracer sur papier millimétré, le graphique x(t) = f(t). (Courbe représentant les variations de x en fonction<strong>du</strong> temps) Échelle verticale : 1 carreau 2,5.10 -3 mol, Échelle horizontale : 1 carreau 2 joursb. Définir le temps de demi-réaction t 1/2c. A l’aide <strong>du</strong> graphe, dé<strong>du</strong>ire le temps de demi-réaction t 1/2. Le comparer à <strong>la</strong> <strong>du</strong>rée t f de <strong>la</strong> réaction.4. La molécule d’acide <strong>la</strong>ctiquea. Donner <strong>la</strong> représentation topologique de l’acide <strong>la</strong>ctiqueb. Entourer les deux groupes caractéristiques et les nommer.c. La molécule d’acide <strong>la</strong>ctique <strong>est</strong>-elle chirale ? Justifier.d. Définir ce que sont des molécules énantiomères.e. Dessiner, en représentation de Cram, les deux énantiomères de cette molécule.