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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 propposition qui contient du dioxyde de carbone et de l'eau dans les ++réactifs++** et qui **respecte la ++conservation de la matière++ et la ++conservation de la charge électrique++** :
<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 réatif : 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++**.
++2ème méthode :++ **plonger un ++pH-mètre++ dans un bécher contenant de l'eau de mer. Lire la valeur affichée**.
</div>
### 1.c
<div style="padding-left: 20px;">
**La dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau de mer produit des ions hydrogène** $H^+$ :</br>$CO_2 +H_2O \longrightarrow 2 H^++CO_3^{2-}$
En conséquence **++le pH diminue++** : l'eau des mers et océans s'acidifie car **les ions hydrogène 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** (83% de son empreinte carbone est liée à sa production : moins on consomme, moins on produit) et **réduire son utilisation quotidienne** (14% de l'empreinte carbone est liée à son utilisation).
</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** : $^7_\color{red}{3}Li$
<span style="color: blue;">Le numéro atomique 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 : $Li^+$.
<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 |
| :---------------------: | :-----------------------: |
| $2\text{ m}^2$ | $400\text{ kW.h/an}$ |
| $S_\text{nécessaire}$ | $36,525\text{ kW.h/an}$ |
Soit une **surface nécessaire de $0,183\text{ m}^2$**:
$S=\dfrac{2\text{ m}^2\times 36,525\text{ kW.h/an}}{400\text{ kW.h/an}}\approx0,183\text{m}^2$
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**:
$\dfrac{0,183}{2}\times100\approx 9,2\%$
$90,8\%$ 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>