Chimie :Exercice 1 Exercice 2

Devoir surveillé B.T.S Maintenance première année
Chimie :Exercice 1
Une chaudière est alimentée en butane C4H10
Le débit d’arrivée de ce gaz est de 2kg/h
1) Ecrire l’équation complète de la combustion du butane dans le dioxygène sachant que les produits
de la combustion sont de l’eau et du dioxyde de carbone.
2) Calculer la masse molaire du butane
3) Pour une heure de fonctionnement de la chaudière, calculer :
3-1) le nombre de moles de butane
3-2) le nombre de moles d’oxygène nécessaire à la combustion, en déduire la masse d’oxygène
correspondante.
3-3) Le volume nécessaire de dioxygène, sachant que le volume molaire dans ces conditions de
température et de pression est de 22,4 L/mol. Présenter ce résultat en m3
4) On suppose à présent que les aérations du local sont bouchées, l’air n’est pas renouvelé. La
combustion du butane est incomplète, quel autre gaz incolore inodore peut-il se former ? Quel
risque présente le mauvais fonctionnement de la chaudière ?
Exercice 2
Etude des risques liés à l’utilisation de l’oxyded’éthylène
L’oxyde d’éthylène est utilisé dans de nombreuses industries chimiques comme matière première
pour la fabrication de produits d’entretien, de peinture, de lubrifiants….
C’est un gaz incolore, neurotoxique et irritant.
L’oxyde d’éthylène a pour formulr C2H4O.
1)Ce gaz comprimé sous une pression de 1,25.105 Pa est stocké à 15°C dans une cuve cylindrique
située dans un atelier de fabrication d’une usine de peinture.
Données :Dimensions de la cuve de stockage : Hauteur H1=3m ; diamètre D1=1,5m
Dimensions de l’atelier de fabrication longueur L2=10m largeur l2=6m hauteur H2=5m
a) Quel est le volume de la cuve de stockage on rappelle que le volume d’un cylindre est égal à
V=H..D²/4.
b) En considérant l’oxyde d’éthylène comme un gaz parfait, calculer le nombre de moles
contenu dans la cuve de stockage
On donne la constante des gaz parfaits R=8,31J.mol-1K-1
On rappelle la relation des gaz parfaits P.V=n.R.T
c) Quel volume l’oxyde d’éthylène occuperait-il dans les conditions de température et de
pression suivantes : 20°C et P2=1x105 Pa
d) Calculer le volume de l’atelier de fabrication.
e) Quel pourcentage représente ce volume par rapport au volume de l’atelier ?
2)Mal fermée la cuve laisse entièrement échapper l’oxyde d’éthylène dans l’atelier de fabrication
L’atelier se trouve à 20°C sous la pression P2=1x105 Pa
On donne pour l’oxyde d’éthylène
sa limite inférieure d’explosivité avec l’air égale à 3% (L.I.E)
sa limite supérieure d’explosivité avec l’air égale 100% (L.I.S)
Documentation :Les limites d’explosivité d’un gaz ou d’une vapeur combustibles sont les
concentrations limites du gaz (dans l’air) qui permettent que celui-ci s’enflamme et explose.
L’intervalle d’explosivité est caractérisé par la limite inférieure d’explosivité (LIE) et la limite
supérieure d’explosivité (LSE).
Sous la LIE le mélange est trop pauvre en combustible pour amorcer une réaction. Au-dessus
de la LSE c’est le comburant qui manque.
Y-a-t’il explosion ?
3)Avec les données calculées et sachant que le popuvoir calorifique de l’oxyde d’éthylène est de
51,28kJ/mol quel serait l énergie dégagée par la combustion de l’ensemble de l’oxyde d’éthylène.
Electricité (Document à rendre avec la copie.) Nom :………………………
Classe :………..
Exercice 1 : En continu :
Soit le circuit ci-dessous alimenté par une tension continue U=15V :
Ua
R
I
R1 Ub R2
U
I1 1
On donne I=16m A et I2=9m A .
I2 1
a) Déterminer la valeur de I1. Expliquez votre méthode quelle est la loi utilisée ?
b) Déterminer la valeur de Ub sachant que R2=1k.
Expliquez votre méthode quelle est la loi utilisée ?
c) Connaissant les valeurs de U et de Ub en déduire la valeur de Ua, . Expliquez votre
méthode quelle est la loi utilisée ?
Exercice 2 : En sinusoïdal :
On donne l’expression d’une tension variable : u(t) = 230.2.sin(314.t -

)
3
La valeur moyenne de cette tension est :
 400 V
 230 V
0V
 230.2.sin(314.t +

)V
3
 470 V
La valeur maximale de cette tension est :
 400 V
 230 V
0V
 2302 V
 - 470 V
La valeur efficace de cette tension est :
 400 V
 230 V
0V
 2302 V
 470 V
La phase à l’origine de cette tension est :

 230 V
 - rad
 0°
3
La pulsation de cette tension est :
 90°

 314 rad/s
 230.2.sin(314.t +
 230 V
 50 Hz
La période de cette tension est
 314 rad/s  230 V
 50 Hz

)V
3

rad
3
 470 V
 2
 0,02 s
La fréquence de cette tension est
 314 rad/s  230 V
 50 Hz
 0,02 s
Représenter le vecteur U représentatif de cette tension u sur la figure ci-dessous :
Echelle 1cm=92V
+
 2
Exercice 3 : (Document à rendre avec la copie.) Nom………………………
Classe :………..
1) Calculer les impédances ZL et ZC de l’inductance L=10mH ( ZL= L. ) et du condensateur C=5µF (
Zc=1/(C.) ) pour chacune des fréquences.
f=50Hz
f=150Hz
f=500Hz
f=2500Hz
f=10kHz
ZL ()
Zc ()
2) Calculer les impédances de la bobine d’inductance L=200mH et de résistance R=8
BOBINE : d’impédance Z
L
On rappelle que pour une bobine Z=√(
f=50Hz
)
f=100Hz
f=150Hz
f=500Hz
Z ()
3) On alimente cette bobine par une tension sinusoïdale de fréquence f=100Hz et de valaeur
efficace U=100V quel est alors l’intensité du courant traversant cette bobine
Exercice 4 : Caractéristique d’un courant.
u
i
On relève la tension u aux bornes d’un dipôle ainsi
que le courant i qui le traverse.
On s’intéresse au courant :
Oscilloscope :
Sensibilité : 0,5V/div
rapport de pince : 100 mV/A
Base de temps : 2ms/div
1) Calculer l’amplitude de i
2) La période T et la fréquence f de ce courant.
3) Montrer que la pulsation de i est égale à 628rad/s .
4) Que peut-on dire de u à propos de sa période sa fréquence et sa pulsation, justifier.
5) Déterminer la valeur du déphasage en degrés de i par rapport à u.
6) i est en avance ou en retard par rapport à u, justifier.

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