Sujet du bac 2024 de physique-chimie — Métropole, jour 2 (session de remplacement) (général)

24-PYCJ2ME3 Page BACCALAURÉAT GÉNÉRAL ÉPREUVE D’ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ SESSION 2024 PHYSIQUE-CHIMIE JEUDI 12 SEPTEMBRE 2024 Durée de l’épreuve : 3 heures 30 L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé. L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège » est autorisé. Dès que ce sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet. Ce sujet comporte 10 pages numérotées de à . L’annexe page 10 est à rendre avec la copie. 24-PYCJ2ME3 Page Exercice 1 - Vol en montgolfière (11 points) Inventée à la fin du XVIIIe siècle par les frères Montgolfier, la montgolfière est la première machine ayant permis à l’Homme de voler. L’objectif de cet exercice est d’ étudier l ’envol d’ une montgolfière ainsi que les transferts thermiques à travers son enveloppe. 1. L’envol de la montgolfière Une montgolfière se compose de trois parties principales : une enveloppe dont le volume est considéré constant, un système de chauffage (brûleur avec réservoir de carburant) et une nacelle. On étudie dans cette partie l’envol de la montgolfière dans le référentiel terrestre supposé galiléen. Dans cette modélisation, les seules forces prises en compte sont le poids de la montgolfière et la poussée d ’Archimède exercée par l’air ambiant sur celle-ci. Données :  masses molaires atomiques : M(O) = 16×10-3 kg·mol–1, M(N) = 14×10-3 kg·mol–1 ;  intensité de la pesanteur terrestre supposée constante : g = 9,81 m·s–2 :  l’air, assimilé à un gaz parfait, est composé, en quantité de matière, de 80 % de diazote N2 et de 20 % de dioxygène O2 ;  constante des gaz parfaits : R = 8,31 J·mol–1·K–1 ;  conversion d’une température θ exprimée en degré Celsius en une température T en Kelvin : T(K) = θ(°C) + 273 °C ;  la poussée d’Archimède πA�����⃗ est une force, verticale et dirigée vers le haut, que subit tout objet plongé dans un fluide. Pour un objet de volume …