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Donnée : volume molaire V M = 24L. mol -1 2.1. On dissout un volume V o = 960mL de chlorure d'hydrogène (gaz) pour préparer 200mL d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique (H + + CI - ). La dissolution s'est faite sans variation de volume.

Chemistry

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4 parts
3.2

3000 N3000 \text{ N}

3.5

2,4×107 J2,4 \times 10^7 \text{ J}

3.6

3 m.s−13 \text{ m.s}^{-1}

3.7

3000 W3000 \text{ W}

Step-by-step solution

12 steps

voici la résolution de la Partie n°3.

Données :

  • Masse de la charrette m=300 kgm = 300 \text{ kg}
  • Intensité de la force de traction F=1000 NF = 1000 \text{ N}
  • Distance L=24 kmL = 24 \text{ km}
  • Temps t=2h13min20st = 2 \text{h}13 \text{min}20 \text{s}
  • Intensité de la pesanteur g=10 N.kg−1g = 10 \text{ N.kg}^{-1}
  • Échelle pour la représentation des forces : 1 cm→1000 N1 \text{ cm} \to 1000 \text{ N}

Part 3.1

Forces qui s'exercent sur la charrette

Les forces qui s'exercent sur la charrette sont :

  • Le poids P⃗\vec{P} de la charrette, exercé par la Terre.
  • La réaction normale R⃗\vec{R} du support, exercée par la route.
  • La force de traction F⃗\vec{F} exercée par le cheval.

Part 3.2

3000 N3000 \text{ N}

Calcul de l'intensité du poids de la charrette

Le poids PP est donné par la formule P=m×gP = m \times g.

  1. Substituer les valeurs données.

    P=300 kg×10 N.kg−1P = 300 \text{ kg} \times 10 \text{ N.kg}^{-1}

  2. Calculer le poids.

    P=3000 NP = 3000 \text{ N}

    L'intensité du poids de la charrette est 3000 N\boxed{3000 \text{ N}}.

Part 3.3

Représentation des forces

Nous assimilons la charrette à un point matériel.

  • P⃗\vec{P} est vertical, dirigé vers le bas. Son intensité est 3000 N3000 \text{ N}. Selon l'échelle (1 cm→1000 N1 \text{ cm} \to 1000 \text{ N}), sa longueur sera 3 cm3 \text{ cm}.
  • R⃗\vec{R} est vertical, dirigé vers le haut, perpendiculaire à la route. Puisque la charrette est en équilibre vertical, R=P=3000 NR = P = 3000 \text{ N}. Sa longueur sera 3 cm3 \text{ cm}.
  • F⃗\vec{F} est horizontal, dirigé dans le sens du mouvement. Son intensité est 1000 N1000 \text{ N}. Sa longueur sera 1 cm1 \text{ cm}.
      ^ R (3 cm)
      |
      |
      O ------> F (1 cm)
      |
      |
      v P (3 cm)

(Note: La représentation graphique ne peut pas être affichée directement ici, mais la description ci-dessus indique les directions et longueurs des vecteurs forces à partir du point O représentant la charrette.)

Part 3.4

Nature du travail de chaque force

  • Travail du poids P⃗\vec{P} : Le poids est perpendiculaire au déplacement horizontal. Son travail est nul.
  • Travail de la réaction normale R⃗\vec{R} : La réaction normale est perpendiculaire au déplacement horizontal. Son travail est nul.
  • Travail de la force de traction F⃗\vec{F} : La force de traction est dans le même sens que le déplacement. Son travail est moteur.

Part 3.5

2,4×107 J2,4 \times 10^7 \text{ J}

Calcul du travail W(F⃗)W(\vec{F}) fourni par la force de traction F⃗\vec{F}

Le travail d'une force constante colinéaire au déplacement est W(F⃗)=F×LW(\vec{F}) = F \times L.

  1. Convertir la distance LL en mètres.

    L=24 km=24×1000 m=24000 mL = 24 \text{ km} = 24 \times 1000 \text{ m} = 24000 \text{ m}

  2. Substituer les valeurs dans la formule.

    W(F⃗)=1000 N×24000 mW(\vec{F}) = 1000 \text{ N} \times 24000 \text{ m}

  3. Calculer le travail.

    W(F⃗)=24 000 000 J=2,4×107 JW(\vec{F}) = 24\,000\,000 \text{ J} = 2,4 \times 10^7 \text{ J}

    Le travail fourni par la force de traction est 2,4×107 J\boxed{2,4 \times 10^7 \text{ J}}.

Part 3.6

3 m.s−13 \text{ m.s}^{-1}

Calcul de la vitesse moyenne du cheval en m.s⁻¹

La vitesse moyenne vv est donnée par v=Ltv = \frac{L}{t}.

  1. Convertir le temps tt en secondes.

    t=2h13min20s=(2×3600 s)+(13×60 s)+20 st = 2 \text{h}13 \text{min}20 \text{s} = (2 \times 3600 \text{ s}) + (13 \times 60 \text{ s}) + 20 \text{ s} t=7200 s+780 s+20 s=8000 st = 7200 \text{ s} + 780 \text{ s} + 20 \text{ s} = 8000 \text{ s}

  2. Substituer les valeurs de LL (en mètres) et tt (en secondes) dans la formule.

    v=24000 m8000 sv = \frac{24000 \text{ m}}{8000 \text{ s}}

  3. Calculer la vitesse moyenne.

    v=3 m.s−1v = 3 \text{ m.s}^{-1}

    La vitesse moyenne du cheval est 3 m.s−1\boxed{3 \text{ m.s}^{-1}}.

Part 3.7

3000 W3000 \text{ W}

Calcul de la puissance mécanique développée par la force de traction

Première manière (à partir du travail et du temps) :
La puissance PmP_m est le rapport du travail W(F⃗)W(\vec{F}) sur le temps tt.

Pm=W(F⃗)tP_m = \frac{W(\vec{F})}{t}

  1. Substituer les valeurs de W(F⃗)W(\vec{F}) et tt.

    Pm=24 000 000 J8000 sP_m = \frac{24\,000\,000 \text{ J}}{8000 \text{ s}}

  2. Calculer la puissance.

    Pm=3000 WP_m = 3000 \text{ W}

    Deuxième manière (à partir de la force et de la vitesse) :
    La puissance PmP_m est le produit de la force FF par la vitesse vv (car la force est colinéaire à la vitesse).

    Pm=F×vP_m = F \times v

  3. Substituer les valeurs de FF et vv.

    Pm=1000 N×3 m.s−1P_m = 1000 \text{ N} \times 3 \text{ m.s}^{-1}

  4. Calculer la puissance.

    Pm=3000 WP_m = 3000 \text{ W}

    La puissance mécanique développée par la force de traction est 3000 W\boxed{3000 \text{ W}}.

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