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tags: DNB, correction, 2024
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# Correction de l'épreuve de DNB Série Générale Amérique du Nord (2024)
## Question 1
### 1.a
<div style="padding-left: 20px;">
La bonne équation est la proposition A : $CO_2 +H_2O \longrightarrow 2 H^++CO_3^{2-}$
En effet, c'est **la seule proposition qui <span style="color: red;">contient du dioxyde de carbone</span> et de l'eau dans les ++<span style="color: red;">réactifs</span>++** et qui **respecte la ++<span style="color: red;">conservation de la matière</span>++ et la ++<span style="color: red;">conservation de la charge électrique</span>++**.
:::spoiler Détails
<div style="padding-left: 20px; color:blue;">
| Type d'atome | Réactifs | Produits |
|:------------:|:--------:|:--------:|
| carbone | 1 | 1 |
| hydrogène | 2 | 2×1 |
| oxygène | 2 + 1 | 3 |
**Charge globale :**
côté réactif : neutre (2 molécules) / côté produit : {2×(+) + 1×(2-) = 0} neutre
</div>
:::
</div>
### 1.b
<div style="padding-left: 20px;">
++1ère méthode :++
* **déposer une goutte d'eau de mer sur le ++papier pH++ et comparer la couleur obtenue avec l'++échelle colorimétrique fournie++**.
++2ème méthode :++
* **plonger un ++pH-mètre++ dans un bécher contenant de l'eau de mer**.
* **Lire la valeur affichée**.
++autre méthode :++
* **Utiliser un indicateur coloré (liquide) et comparer la couleur obtenue avec l'++échelle colorimétrique fournie++**. (Mais il faut être dans la plage de virage de la couleur).
</div>
### 1.c
<div style="padding-left: 20px;">
**La dissolution du dioxyde de carbone $CO_2$ dans l'eau de mer produit des ions hydrogènes** $H^+$ :</br>$CO_2 +H_2O \longrightarrow 2 \color{red}{H^+}+CO_3^{2-}$
En conséquence **++le pH diminue++** : l'eau des mers et océans s'acidifie car **les ions hydrogènes $\color{red}{H^+}$ sont responsables du caractère acide des solutions aqueuses**.
</div>
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## Question 2
<div style="padding-left: 20px;">
Pour réduire l'impact carbone de son smartphone, il faut **le conserver le plus longtemps possible**. En effet, 83% de son empreinte carbone est ++liée à sa production++ : moins on achète de smartphone, moins on en produit.
:::spoiler Détails
<span style="color: blue; margin-left: 15px;">Changer de téléphone tous les ans pour avoir le dernier sorti n'a aucune utilité, si ce n'est suivre une mode consumériste et accroître les revenus des grands groupes de fabriquants.</span>
:::
On peut aussi **réduire son utilisation quotidienne** car 14% de l'empreinte carbone est ++liée à son utilisation++.
:::spoiler Détails
<span style="color: blue; margin-left: 15px;">La fonction du smartphone et de téléphoner, ses fonctions annexes (utilisation des réseaux sociaux, jeux, visualisation de vidéos sur le smartphone) sont extrêmements groumandes en énergie électrique, et nécessitent de le recharger plus souvent. Or près de 80% de l'électricité mondiale est produite par combustion des matières fossiles qui rejette de grandes quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.</span>
:::
</div>
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## Question 3
### 3a
<div style="padding-left: 20px;">
L'élément lithium a pour symbole : $Li$
</div>
### 3b
<div style="padding-left: 20px;">
Le noyau d'un atome de lithium contient **3 protons** : $^7_\color{red}{3}Li$
:::spoiler Détails
<span style="color: blue;">Dans la notation atomique $^A_ZX$, le numéro atomique (Z) correspond au nombre de protons contenus dans le noyau d'un atome.</span>
:::
</div>
### 3c
<div style="padding-left: 20px;">
Comme **un atome est électiquement neutre, il doit contenir autant d'électrons que de protons** : l'atome de lithium possède donc **3 électrons**.
</div>
### 3d
<div style="padding-left: 20px;">
Si l'atome de lithium ++perd un électron++, il devient **un cation** (ion chargé ++positivement++). Sa formule chimique sera : $Li^+$.
:::spoiler Détails
<span style="color: blue; padding-left: 30px;">En effet, après avoir perdu un électron, l'élément lithium se retrouve avec 3 protons ($p^+$) dans son noyau - qui n'est jamais modifié - et 2 électrons ($e^-$) dans son cortège électrique : le bilan de la charge électrique montre un excès d'une charge positive.</span>
:::
</div>
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## Question 4
<div style="padding-left: 20px;">
Dans le diagramme énergétique fourni, **les formes d'énergies sont les suivantes** :
1. **énergie mécanique** (source d'énergie)
<span style="color: blue;">Il faut pédaler (mouvement = $E_\text{méca.}$) pour produire de l'énergie électique.</span>
2. **énergie électrique** (énergie utile)
<span style="color: blue;">C'est la forme d'énergie qui est nécessaire pour recharger la batterie d'un smartphone (électricité = $E_\text{élec.}$).</span>
3. **énergie thermique** (énergie perdue)
<span style="color: blue;">Lors de tout processus de conversion d'énergie, il y a des pertes, le plus souvent sous forme de chaleur (chaleur = $E_\text{therm.}$).</span>
</div>
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## Question 5
<div style="padding-left: 20px;">
Il faut 30 minutes pour recharger une batterie et le chargeur a une puissance $P=50\text{ W}$.
On rappelle que **l'énergie électrique $E_\text{élec.}$ se calcule ainsi : $E_\text{élec} = P\times t$**.
<i style="color: blue;">$E_\text{élec}$ sera exprimée en W.h si $P$ est en W et $t$ en h.</i>
$\left\{\begin{array}{ll}
P &= 50\text{ W}\\
t &= 30\text{ min} = 0,5\text{ h}\end{array}\right. \Rightarrow E_\text{élec}=P\times t=50\text{ W}\times0,5\text{ h}=25\text{ W.h}$
</div>
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## Question 6
<div style="padding-left: 20px;">
Si quatre personnes rechargent quotidiennement leur smartphone, chacun nécessitant une énergie de $25\text{ W.h/j}$, alors l'**énergie quotidienne nécessaire** sera de : $E_\text{quotidienne}=4\times25\text{ W.h/j}=100\text{ W.h/j}$
Sur une année (en moyenne 365,25 jours), il faudra donc une **énergie annuelle** de :
$E_\text{annuelle}=E_\text{quotidienne}\times 365,25\text{ j}=100\text{ W.h/j}\times365,25\text{ j}=36\,525\text{ W.h/an}=36,525\text{ kW.h/an}$
Si un panneau solaire de $2\text{ m}^2$ produit $400\text{ kW.h/an}$ proportionnellement à sa surface, alors :
| Surface | Énergie annuelle</br>produite |
| :---------------------: | :-----------------------: |
| $2\text{ m}^2$ | $400\text{ kW.h/an}$ |
| $S_\text{nécessaire}$ | $36,525\text{ kW.h/an}$ |
++Proportionnalité :++
$S=\dfrac{2\text{ m}^2\times 36,525\text{ kW.h/an}}{400\text{ kW.h/an}}\approx0,183\text{m}^2$
Soit une **surface nécessaire de $0,183\text{ m}^2$**:
$\dfrac{0,183}{2}\times100\approx 9,2\%$
Par rapport à un panneau de $2\text{ m}^2$, **seuls $9,2\%$ de la surface du panneau seront nécessaires à la recharge des smartphones de la famille**:
$90,8\%$ de la surface du panneau (et donc de la production électrique) pourront servir à d'autres utilisations : fonctionnement des autres appareils électrique du domicile, revente de l'énergie non consommée à un fournisseur d'énergie etc.
</div>