BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SESSION 2008

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PHYSIQUE-CHIMIE

Série S

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DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3 h 30 – COEFFICIENT : 8
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L’usage des calculatrices N’EST PAS autorisé.

Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré.

Les données sont en italique

Ce sujet comporte un exercice de PHYSIQUE-CHIMIE, un exercice de PHYSIQUE et un exercice de CHIMIE présentés sur 12 pages numérotées de 1 à 12, y compris celle-ci et les annexes.

Les pages d’annexes (pages 11 et 12) SONT À RENDRE AGRAFÉES À LA COPIE même si elles n’ont pas été complétées.

Le candidat doit traiter les trois exercices dans l’ordre qu’il souhaite, ceux-ci étant indépendants les uns des autres.

EXERCICE I. PILES ET APPAREILS NOMADES (6,5 points)

L’utilisation d’appareils nomades (baladeurs, téléphones, ordinateurs portable...) a fait considérablement augmenter les besoins en sources d’énergie mobiles, notamment en piles électriques.
L’exercice étudie le principe d’une pile à hydrogène, puis un prototype de pile miniature et enfin le principe de l’horloge d’un appareil nomade alimenté par une pile.
Les parties 1, 2 et 3 de cet exercice sont indépendantes.

1. Principe d’une pile à hydrogène

La pile à hydrogène présente des avantages importants en termes d’environnement (rejets non polluants au cours de son utilisation et absence de nuisance sonore). Elle est constituée de deux électrodes à la surface desquelles ont lieu les réactions chimiques d’oxydoréduction et d’un électrolyte dans lequel se déplacent les ions (voir figure 1).

|[pic] |Figure 1 |

Au niveau de l’électrode 1, les molécules de dihydrogène H2 , provenant d’un réservoir, sont oxydées en ions H +, qui se déplacent dans la solution électrolytique.
Au niveau de l’électrode 2, des électrons, des ions hydrogène H + de l’électrolyte et des molécules de dioxygène O2