Category
🗞
NewsTranscription
00:00Bonjour à tous et bienvenue sur la chaîne de l'étudiant pour cette première journée
00:17des épreuves de spécialité.
00:19Alors aujourd'hui, nous allons corriger l'épreuve de spécialité de physique chimie de ce lundi
00:2320 mars.
00:24Et pour cela, j'accueille Lucas Bénasser, bonjour.
00:27Bonjour.
00:28Vous êtes professeur de physique chimie au lycée Jules Ferry à Conflans-Saint-Honorin.
00:32Tout à fait.
00:33OK.
00:34Du coup, alors un sujet en trois exercices.
00:38On avait un premier exercice sur 11 points qui faisait appel à la physique, à l'optique
00:44principalement, à la découverte de Saturne, un deuxième exercice sur 5 points de chimie
00:50organique synthèse de l'arme de banane et un dernier exercice sur 4 points qui était
00:56sur la formulation de l'aspirine, donc là aussi un exercice de chimie.
01:00Alors un sujet plutôt long, mais qui s'apparente à des TP, vous me disiez.
01:05Alors tout à fait.
01:06Il est relativement long le sujet, donc ça se comprend, mais c'est un petit peu une
01:12reproduction de ce qu'ils ont vu au TP généralement.
01:15Mais voilà, il y a quand même pas mal de questions pièges, il y a pas mal de calculs
01:19intermédiaires à faire, etc.
01:21Donc on va voir ça tout de suite justement, les petits pièges à éviter dans chacun des
01:24exercices.
01:25Alors on va commencer peut-être par le premier exercice, donc à la découverte de Saturne.
01:29Donc de manière générale, qu'est-ce qui était attendu dans cet exercice alors ?
01:34Alors donc là ici, on attend deux à ce qu'ils nous montrent qu'ils aient compris le fonctionnement
01:42des lunettes astronomiques et après on est passé sur la diffraction de la lumière,
01:48donc pareil, il faut qu'ils appliquent une loi générale sur la diffraction de la lumière,
01:53et enfin pour finir un petit peu sur la dynamique et un petit peu de Kepler sur la dernière
01:57partie.
01:58Ok, alors on va peut-être commencer par la première partie de l'exercice alors, donc
02:03l'observation de Saturne par Huygens.
02:05Alors donc pour cette première partie, il y avait une grosse alerte de bien penser à
02:12remettre l'annexe dans la copie, parce qu'effectivement il fallait faire pas mal de choses sur cette
02:18annexe.
02:19Sur cette annexe, on en a fait appel quand même deux ou trois fois à l'annexe, voilà,
02:22donc il fallait suivre pour la compléter.
02:25Sur la première question, pas de difficulté particulière ? Préciser le sens du terme
02:31afocale, question de cours, de définition ?
02:33C'est une question de cours, c'est le principe même de fonctionnement de la lunette astronomique,
02:38donc en gros on va avoir une image qui va se former à l'infini, voilà, tout simplement.
02:46D'accord.
02:48Du coup, pour la question 2, je vais compléter directement le schéma ici, donc ici on vous
02:53demande juste de placer le point F2, F2 prime et F2, ça je n'irai pas avec le stylo.
03:01Alors, du coup le principe de la lunette astronomique c'est que le point focal image de l'objectif
03:09il est confondu avec le point focal objet de l'oculaire, donc ici je vais avoir F2 ici,
03:16donc le F2 prime il est symétrique à F2, donc je vais avoir F2 prime qui est ici.
03:20Ok.
03:21Donc ça c'était pour la question 2, donc pour la question numéro 3, ici on vous demande
03:28de construire du coup l'image de l'objet AB, alors donc ici le conseil que je vous donne
03:34c'est de construire le trajet du rayon lumineux qu'on connaît tous, donc c'est celui qui
03:38passe par le centre optique, comment on aura une image qui est à l'infini, pardon, l'objet
03:44qui est à l'infini, donc l'image va se former au point focal, donc je vais construire ici,
03:48alors moi je ne vais peut-être pas le faire tout droit, mais vous êtes censé le faire
03:51tout droit, donc je vais avoir un point ici et du coup l'autre rayon lumineux, donc il
03:56doit converger vers le même point, c'est-à-dire qu'il est ici, donc vous allez voir, vous
04:03allez avoir ça, d'accord, donc ici du coup ça me donne le point, hop, alors on l'a appelé,
04:12oula je me suis trompé, c'était ici, je n'ai pas tracé, donc c'est ici, B ici, A1, B1,
04:24hop, du coup ça fait un petit peu brouillon mais bon je pense que vous avez compris.
04:28Donc ça c'était pour la question 3.
04:30Ensuite justement sur cette question-là, il y avait un petit piège à éviter, vous me disiez,
04:35c'est sur la question 4 ? Alors tout à fait, donc pour la question 4, donc pour vérifier
04:40que cette lunette pourrait être à focal, il fallait juste faire la somme de F1 plus F2 et
04:46que vous trouverez que c'est égal à peu près à la distance entre l'objectif et l'oculaire,
04:50et là il faut faire attention, il faut soustraire les 36 centimètres pour la distance entre
04:54l'oculaire et l'objectif. Oui, ce qu'on pouvait, il y avait un risque de faire, il y avait un risque
04:58Oui, ce qu'on pouvait, il y avait un risque d'oublier ça en fait, d'oublier, de soustraire
05:02cette distance-là. Tout à fait, donc on peut vraiment tomber dans ce piège et donc après
05:07on ne trouvera pas le bon résultat. Ok. Sur les questions suivantes, des difficultés particulières ?
05:13Donc sur les questions suivantes, pareil, donc la question 5, c'est pareil, c'est sur le schéma,
05:19donc ici pareil, donc du coup je pars d'ici, donc ce que je vais faire c'est que je vais tracer
05:23le rayon lumineux le plus connu, donc c'est celui qui passe par haut, donc vous allez obtenir
05:28quelque chose qui fait ça, et du coup pour les autres rayons lumineux, quand ils ressortent
05:32de la lentille L2, ils sont parallèles à ce rayon lumineux, donc je vais avoir celui-ci ici,
05:41alors du coup comme ici je l'ai mal fait, donc je me retrouve ici pour le deuxième rayon lumineux.
05:48Voilà. Question 6 et 7. Donc pareil, donc 6, 6, 7, enfin 6, donc c'est une question de cours,
05:59donc la définition du grossissement, donc c'est θ' sur θ. Pour la question 7, il fallait faire
06:06un petit peu de géométrie ici, en gros il faut exprimer les ongles θ et θ' en fonction de
06:13l'opposé et de l'adjacent, donc il va y avoir du coup la tangente de θ qui est égale à θ,
06:22parce qu'on travaille avec des ongles très petits, la tangente de θ' qui est égale,
06:26pareil, à θ', donc il vous fait un petit calcul de géométrie, il va trouver comme quoi le
06:33grossissement de Wiggins est égal à f' sur f'. Donc la question 8, c'est un petit calcul,
06:42donc ils ont f1', ils ont f2', et normalement ils vont trouver une valeur de 47 pour le
06:50grossissement, ce que moi j'avais trouvé. Ok. Voilà. Et donc ce résultat-là, il va nous aider
06:55par la suite, on va devoir remobiliser ce résultat-là ? Alors tout à fait, donc c'est un
07:00résultat qu'on utilisera juste après pour la question 9, donc si malheureusement vous êtes
07:05trompé ici, il y a très peu de chances de se tromper à la question 9, mais ce qu'on avait
07:10dit au départ, c'est que la démarche elle est quand même notée, elle est valorisée,
07:14donc c'est pas parce que vous êtes trompé de la valeur que c'est bon. Oui c'est ça, donc il faut
07:19faire de toute façon tout le raisonnement, bien tout expliquer, même si in fine le résultat n'est
07:23pas forcément le bon, c'est l'entièreté du raisonnement qui va être notée, donc ça veut
07:27dire qu'on aura zéro à la question parce qu'on n'aura pas le résultat. Voilà, la démarche elle
07:31compte. Ok, donc là on arrive sur la deuxième partie de l'exercice, donc là c'est sur la
07:38diffraction. Sur la diffraction, donc pareil, ici on vous dit que le phénomène de diffraction limite
07:45parfois l'observation des objets célestes, donc le phénomène de diffraction que vous avez vu en
07:50cours ici, quand l'ouverture elle est très petite et qu'on se retrouve du coup avec des phénomènes de
07:59diffraction de la lumière et on a du mal à voir les objets. Donc ici on vous a donné une formule
08:07qui vous permet de calculer l'ongle de diffraction des rayons lumineux qui arrivent de
08:15Saturne. Pour cette question, donc là on fait vraiment appel à la démarche personnelle des
08:21élèves, donc il y a quand même quelques calculs intermédiaires à faire. Donc là en gros il fallait
08:26qu'ils calculent theta diffraction en utilisant la formule, ils ont le lambda, ils ont le A, donc
08:31c'est-à-dire le diamètre d'entrée pour les lunettes de Galilée, par contre c'est là qu'il
08:36faut faire attention, donc on parle des lunettes de Galilée et non pas de Mégane. Donc ils calculent
08:42le theta diffraction, ensuite en utilisant le grossissement qui est égal à theta prime sur
08:48theta, donc ils peuvent calculer le theta prime, ils calculent cette valeur de theta prime à ce
08:53theta et ils peuvent déduire ensuite pourquoi justement Galilée ne pouvait pas avoir les
08:59anneaux de Saturne. Ok super, très bien. Partie 3. Alors là une partie plutôt courte, en tout cas
09:10assez rapide à réaliser selon vous ? Normalement c'est assez rapide mais encore faut-il ne pas
09:16oublier le principe fondamental de la dynamique et après normalement les calculs ça ressent
09:21on va dire assez évidemment. En fait les documents, les schémas qui étaient présentés dans
09:27les documents étaient assez explicatifs, il fallait vraiment se baser sur ça plus le cours ?
09:32Tout à fait, tout à fait, donc le schéma il est très important, en gros il y a une phrase du texte
09:38qui est très très importante mais voilà comme d'habitude le texte est assez long donc il fallait
09:44quand même se référer aussi au schéma si jamais vous avez un doute. C'était quelle phrase
09:48qui était ? Alors en fait dans le texte en gros il y a beaucoup de phrases qui traduisent la période
09:55de rotation de Titan autour de Saturne et voilà en fait c'est ce qu'on leur donne. C'est ça qui est
10:03représenté en schéma ? Tout à fait. Ok donc là sur les différentes questions pas de difficultés
10:09particulières selon vous ? Il n'y a pas de difficultés particulières donc pour la question 11 en gros
10:1516 parties parce qu'ils sont censés trouver la période de rotation de Huygens de 16 jours. Donc
10:22ensuite pour la question 2 de la partie 3, donc la question 12, on leur demande de
10:29donner l'expression vectorielle de la force d'interaction gravitationnelle, donc c'est une
10:33force vieille comme le monde donc normalement qu'ils ont l'habitude de voir. En gros ici on va
10:38voir, il faut juste ne pas oublier le vecteur Un, donc cette force s'exprimera selon Un et ça
10:44sera donc G fois la masse de Saturne fois la masse de Titan divisé par le rayon au carré, voilà.
10:54D'accord et les autres questions ? Donc pour les autres questions, donc pour la question 13 donc
11:02là c'est là qu'il faut utiliser le principe fondamental de la dynamique, donc il va y avoir
11:06la somme des forces extérieures qui sont égales à la masse fois l'accélération. Par contre il
11:11faut pas oublier de décomposer l'accélération ici, on a une accélération en tangentiel et une
11:15accélération normale, donc par identification ils vont trouver l'accélération en tangentiel qui
11:21est nulle donc ça leur permet de déduire que la vitesse est constante donc le mouvement est
11:25uniforme, circulaire, et du coup avec la deuxième relation c'est à dire selon Un, ça leur permettra
11:32de calculer justement la vitesse en exprimant l'accélération normale comme étant V carré sur R.
11:38Ok, dernière question, on peut en déduire du coup ? Voilà dernière question, c'est juste à remplacer
11:44mais il faut pas oublier de définir c'est quoi la période en gros, donc la période c'est le temps
11:48nécessaire pour pour Titan pour faire un tour, donc un tour c'est deux pierres donc ils vont avoir la
11:56vitesse fois la période qui est égale à deux pierres, ils vont remplacer dans la formule et
12:00ils vont trouver normalement environ 15,97 jours il me semble, c'est ce que j'avais trouvé, voilà.
12:07D'accord, très bien, ensuite on passe au deuxième exercice du coup, donc là on en finit avec la
12:15physique et on passe à donc la chimie avec l'exercice sur la synthèse de l'arôme de banane.
12:20Alors d'après vous de manière générale cet exercice il était un petit peu complexe mine
12:25de rien ? Alors un petit peu complexe parce qu'il y avait quand même pas mal de documents et c'est
12:31là que les élèves pouvaient avoir quand même un petit peu de difficulté à chercher la bonne
12:34information au bon endroit, donc voilà c'est technique donc il faut vraiment avoir l'habitude
12:41de le faire. Il y avait beaucoup de calculs aussi à faire ? Alors des calculs il n'y en avait pas
12:47tant que ça il me semblait, alors il n'y avait pas tant de calculs que ça dans cet exercice mais c'était
12:56vraiment la recherche des informations, au bon endroit, c'est ça qui posait problème. D'accord,
13:01donc dans la première partie ? Donc dans la première partie, la première question on leur
13:13demande une formule topologique, une formule topologique il faut juste ne pas représenter
13:19les liaisons CH, donc les liaisons CH c'est laisser les H liés, c'est à dire quand on a un OH par
13:24exemple, ça il faut le représenter, quand on a un CO il faut le représenter, sinon vous retirez
13:29tous les CH et en gros à chaque sommet ils ont un carbone, donc ça il faut faire attention.
13:37D'accord. Voilà, donc pour la deuxième question, ben oui je pense qu'ils ont l'habitude d'écrire
13:45ce forme de transformation chimique, il fallait juste faire la conservation des charges et la
13:52conservation des espèces chimiques et on déduit que P est bien de l'eau, donc c'est H2O. On passe à la
14:003 ? On passe à la 3. Alors pour la 3, donc ici c'est l'analyse, donc vous avez, c'est l'analyse
14:06par spectroscopie infrarouge, donc on vous demande juste d'identifier parmi les deux spectres qu'on
14:13vous a donné, lequel qui correspond à l'acide et lequel qui correspond à l'alcool, donc vous
14:18imaginez bien qu'il y a des OH dans les deux, alors même si les OH des alcools n'absorbent pas de la
14:24même manière que les OH des acides, ici on vous demande pas d'être assez précis là-dessus, donc
14:33même si vous comptez pas sur ce pic là pour les séparer c'est pas grave, mais par contre on sait
14:37que dans le cadre de l'acide il y a ces deux liaisons O, ce qui n'est pas dans l'alcool, et
14:43évidemment cette liaison, on vous dit qu'elle a une absorption qui est forte et fine, et c'est ce
14:51qu'on voit dans le spectre B, du coup on peut dire que le spectre B, donc ça correspond évidemment
14:58à l'acide, et du coup le spectre A, celui qui en reste, ça sera l'alcool. Donc ça c'était pour la
15:05question 3. Ensuite on passe à la deuxième partie de cet exercice, donc comparer des protocoles de
15:12synthèse en fait. Voilà, donc pour cette partie, vous avez carrément un protocole de synthèse,
15:18donc en gros on leur détaille le protocole, et là aussi les valeurs qu'on donne dans le
15:23protocole sont très importantes, il faut faire attention après pour faire les calculs qui
15:27suivent. Donc pour la question 4, on leur demande en gros de nommer les deux étapes 1 ou 2,
15:35donc c'est une question, j'allais dire de court, mais plus de TP. D'accord. Donc à la première,
15:41on va avoir la réaction chimique, parce que pour faire une synthèse il faut une réaction
15:46chimique, et du coup pour la deuxième, on essaie de séparer le produit qui nous intéresse du reste.
15:53Sur la question 5, une question de définition du coup. Voilà, donc un catalyseur,
16:00maintenant normalement ils savent tous ce que c'est, donc un catalyseur c'est une espèce chimique qui
16:06vous permet du coup d'accélérer la transformation chimique, parce qu'on travaille souvent avec des
16:11réactions qui sont relativement longues, on a besoin de les accélérer, donc parfois un chauffe,
16:15parfois on jette des catalyseurs, et parfois les deux. Alors donc pour la question 6,
16:22donc le montage à reflux, donc les élèves ont bien constaté qu'à chaque fois qu'on fait une
16:27synthèse on utilise un montage à reflux, évidemment le but quand on fait une synthèse c'est de ne pas
16:32perdre les produits, sinon on va avoir un rendement extrêmement ferme, donc le chauffage à reflux
16:36ça nous permet de garder nos réactifs dans le ballon où on fait notre transformation chimique.
16:42D'accord.
16:43Alors pour la question 7, donc là ça demande quand même un petit peu de gymnastique on va dire,
16:52parce qu'il fallait regarder dans le document qu'est-ce qu'on rajoute à cette étape,
16:55donc on vous disait qu'on rajoutait de l'hydrogénocarbonate, et dans les données,
17:00on vous a donné le couple de l'hydrogénocarbonate, et vous voyez bien que quand l'hydrogénocarbonate
17:10réagit, je vais avoir du CO2 qui se produit, donc ce dégagement gazeux ça correspond bien
17:14à du CO2. Voilà, c'est pas évident pour tout le monde peut-être de voir ça.
17:17C'était en tout cas ce qu'il fallait observer.
17:20Voilà. Alors...
17:23À la question 8.
17:25Donc à la question 8, pour déterminer le réactif limitant,
17:28ici on a une transformation chimique avec des coefficients stoichiométriques de 1 partout.
17:35Donc soit vous faites un petit tableau d'avancement,
17:38vous avez tout à fait le droit, et peut-être que ça vous rajoutera des points,
17:41donc là il faudra calculer les quantimatières des réactifs,
17:45évidemment celui qui a la quantimatière la plus petite, donc ce sera notre réactif limitant.
17:51Et ici, il me semble, je ne sais plus, je vais trouver que c'était l'alcool
17:57qui était le réactif limitant de mémoire.
17:59D'accord.
18:00Voilà.
18:01Ensuite on a deux autres protocoles qui nous sont présentés,
18:04et c'est là qu'on va commencer le travail de comparaison ?
18:07Voilà, exactement. Alors pour la question...
18:12Pour la question 9.
18:14Donc déjà on leur a demandé de calculer l'énergie de chauffage,
18:18donc on se demande déjà pourquoi on nous demande de calculer ça,
18:20donc ce n'est pas quelque chose...
18:21Par exemple, ce n'est vraiment pas classique, ce n'est pas quelque chose qu'on fait en chimie.
18:24Ah oui ?
18:25Oui voilà, donc calculer l'énergie qu'on a utilisée pour faire une synthèse,
18:28ce n'est pas quelque chose qu'on demande souvent à des élèves.
18:31Mais là, du coup, c'est extrêmement intéressant,
18:34parce qu'on parle beaucoup de l'écologie, c'est super intéressant.
18:38Donc ici pour calculer l'énergie, c'est la puissance fois le temps,
18:43donc il faut multiplier la puissance de 800 watts fois les 30 secondes.
18:46Donc ils vont trouver dans les 2,4 fois 10 puissance 5 joules,
18:51qu'ils comparent à l'énergie consommée par le ballon pour la synthèse,
18:55et du coup on remarque que c'est quand même moins énergivore
19:01avec le micro-ondes qu'avec un ballon.
19:04Voilà, et du coup pour la question 10,
19:07justement pour répondre à cette question, il faut bien regarder le schéma.
19:11Dans quelle situation je vais avoir une synthèse qui respecte vraiment l'environnement ?
19:18Et je regarde mes 3 protocoles.
19:20Donc ici, le protocole C, il y a du cyclohexane,
19:23c'est un solvant qui est très dangereux pour l'environnement.
19:28On a le protocole A et le B qui sont exactement pareils,
19:31sauf que dans le B, on utilise moins d'énergie.
19:33Donc on va dire que c'est le protocole B qui respecte plus l'environnement.
19:39Ok, donc là, dernier exercice, on est encore sur de la chimie,
19:44une formulation de l'aspirine.
19:47Là, de manière générale, cet exercice ?
19:51Alors donc cet exercice, c'est les acides et les bases, grosso modo,
19:56donc on en pose pas mal de questions là-dessus.
19:58Donc c'est un petit exercice, mais qui demande quand même un petit peu de réflexion,
20:02c'est surtout à la fin où on doit retrouver la masse de l'acide salicylique
20:09qui est contenue dans un sachet.
20:11Il ne faut pas oublier de multiplier le facteur de dilution.
20:17Sinon, pas de difficultés majeures, on reste sur ?
20:21Alors des difficultés majeures, non.
20:23S'ils font attention à ce petit piège à la fin,
20:27malheureusement que les élèves ont tendance à oublier assez souvent,
20:30normalement, ça devrait bien se passer.
20:34Donc ça, c'était faire attention sur la dernière question ?
20:37C'est plus sur la dernière question exactement.
20:40Quand ils vont calculer la concentration de l'espèce B,
20:45donc il ne faut pas oublier que cette espèce a été déluée
20:48parce qu'on l'a remise dans une fiole jaugée, on l'a déluée par 10,
20:53donc la concentration qu'ils trouvent, il faut qu'ils la multiplient fois 10.
20:56Et après, ils vont multiplier fois le volume
20:59pour trouver grosso modo la quantité de matière de l'acide salicylique.
21:05Ils ont ensuite la masse molaire, donc ils peuvent trouver la masse.
21:09Donc moi, j'avais trouvé, ce qu'on vous demande de calculer,
21:12en gros c'était le z-score,
21:14j'avais trouvé de mémoire 50 divisé par 30,
21:17on est à peu près à 1,6, inférieur à 2,
21:20c'est-à-dire que le résultat trouvé, il est plutôt pas mal.
21:24D'accord. Donc finalement, de manière générale, un sujet effectivement long,
21:27donc il fallait à la fois passer assez vite sur des questions
21:31qui étaient peut-être plus de définition de cours,
21:33mais à la fois faire attention à ces petits pièges
21:35dans chacun des exercices qu'on a pu voir ensemble.
21:38C'est ça, il y a pas mal de questions
21:40où on attend vraiment une démarche personnelle des élèves.
21:42Oui.
21:43Alors si les questions, généralement, ils ont quelques points, on va dire, mais...
21:48Toujours penser que le raisonnement a sa valeur
21:50et que du coup, même si on se sent peut-être perdu
21:53ou si on se rend compte qu'on n'a pas forcément le bon résultat,
21:56quand même aller au bout des choses et de son raisonnement
21:59parce que ça compte énormément.
22:00Voilà, c'est ce qu'on demande aux élèves.
22:02C'est pas parce que vous n'avez pas trouvé le résultat
22:04que vous avez zéro, mais pas du tout.
22:06Oui, super.
22:08Écoutez, merci beaucoup en tout cas d'être venu corriger ce sujet avec nous.
22:13Je vous rappelle aussi que sur le site de l'étudiant,
22:16vous pouvez retrouver le corrigé écrit
22:18de l'épreuve de spécialité de physique chimie,
22:20mais également sur la chaîne de l'étudiant,
22:22vous allez retrouver d'autres corrigés vidéo
22:24de l'épreuve de SES et de mathématiques pour ce lundi 20 mars.
22:27Et sur le site de l'étudiant, vous retrouverez les corrigés écrits
22:30des autres spécialités de cette journée.
22:33Merci à tous de nous avoir suivis et à très bientôt.
22:37Au revoir.