Seconde – Sciences Physiques et Chimiques Exercices 3ème Partie

Seconde – Sciences Physiques et Chimiques
Exercices
Correction
3ème Partie : La pratique du sport – Chapitre 9
Exercice 1 :
Antoine doit parcourir à pied une distance de 10 km pour se rendre chez un ami. Il marche à la
vitesse moyenne de 5 km.h–1 et dépense alors 1 005 kJ.h–1. Il a emporté 40 g de bonbons, qui
contiennent essentiellement du sucre.
1. Quelle énergie a-t-il dépensé pour se rendre chez son ami ?
Il lui a fallu 2 heures de marche, pendant lesquelles il aura dépensé 2 010 kJ.
2. Considérons que le sucre des bonbons est le glucose C6H12O6 : écrire l’équation chimique
de la réaction avec le dioxygène dans une cellule musculaire, sachant que les produits
formés sont le dioxyde de carbone et l’eau.
C6H12O6(s) + 6 O2(g) = 6 CO2(g) + 6 H2O(l)
3. Quelle énergie sa poignée de bonbons va-t-elle lui fournir ?
40 g de glucides, soit ici 680 kJ
4. Si 30% de l’énergie manquante est fournie par les réserves de graisse de l’organisme,
quelle masse graisseuse Antoine va-t-il perdre ?
Energie manquante : 2 010 – 680 = 1 330 kJ
30 % : 399 kJ soit 11 g de lipides… tout ceci est évidemment extrêmement simplifié !!
Données : 1,0 g de lipides produit un effet thermique de 37 kJ ; c’est 17 kJ pour 1,0 g de glucides.
Exercice 2 :
Les chameaux emmagasinent de la tristéarine C57H110O6 dans leurs bosses. Cette graisse est à la
fois une source d’énergie et une source d’eau car, lorsqu’elle est utilisée dans l’organisme, il se
produit une réaction analogue à une combustion : la tristéarine réagit avec le dioxygène pour
donner du dioxyde de carbone et de l’eau.
1. Ecrire l’équation chimique correspondante.
2. Quel volume de dioxygène est nécessaire pour « brûler » 1,0 kg de tristéarine ?
3. Quelle est la masse d’eau accessible à partir de 1,0 kg de cette graisse ?
Données : M(C) = 12,0 g/mol ; M(O) = 16,0 g/mol ; M(H) = 1,0 g/mol.
L’équation s’écrit
2 C57H110O6(s) + 163 O2(g)  114 CO2(g) + 110 H2O(l)
La quantité de matière correspondent à 1,0 kg de tristéarine est
n  C57 H110O6  
m  C57 H110O6 
M  C57 H110O6 

1000
 1,12 mol
890
163
= 81,5 fois plus de dioxygène que tristéarine pour brûler totalement cette
2
dernière, soit
n  O2   81,5 1,12  91,3 mol
Or, il faut
Nous devons donc considérer V  O2   n  O2   Vm  91,3  24, 0  2191, 2 L  2, 2 m3 .
1
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3ème Partie : La pratique du sport –
La quantité d’eau obtenue est
savoir
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110
= 55 fois plus importante que celle de tristéarine impliquée, à
2
n  H 2O   55 1,12  61, 6 mol
On peut donc espérer récupérer
m  H 2O   n  H 2O   M  H 2O   61, 6 18, 0  1109 g
Exercice 3 :
Pour rouler, les moteurs des voitures de courses consomment de l’essence composée
principalement d’octane C8H18 (pour simplifier). Ils libèrent du dioxyde de carbone, un gaz à
effet de serre dont ceux qui se soucient de l’environnement souhaiteraient diminuer les
quantités produites. De nouveaux types de moteurs ont été mis au point, par exemple pour
fonctionner avec du méthane CH4. Celui-ci est le seul gaz combustible présent dans le produit
de la fermentation des déchets végétaux ou animaux – on l’appelle gaz naturel ou biogaz. La
combustion du méthane produit elle aussi du dioxyde de carbone, mais comme le biogaz a été
fabriqué à partir des plantes qui ont fixé du dioxyde de carbone au cours de leur croissance, le
bilan carbone global est bien meilleurs qu’avec les essences classiques.
1. Quel autre produit que le dioxyde de carbone apparaît lors de la combustion de
l’essence ?
De l’eau.
2. Ecrire l’équation chimique de la combustion des hydrocarbures cités dans le texte.
2 C8H18(l) + 25 O2(g) = 16 CO2(g) + 18 H2O(l)
CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l)
3. Des mesures montrent que la combustion de 16 g de méthane produit 44 g de dioxyde de
carbone et 36 g d’eau en libérant une énergie de 75 kJ.
a. Quelle est la masse de gaz à effet de serre produite par gramme de méthane
utilisé ?
44/16 = 2,8 g de CO2(g) par gramme de méthane utilisé
b. Quelle est la masse de gaz à effet de serre produite par kilojoule obtenu ?
44/75 = 0,59 g de CO2(g) utilisé par kilojoule obtenu
4. D’autres mesures montrent que la combustion de 114 g d’essence produit 352 g de
dioxyde de carbone, 162 g d’eau et un effet thermique de 208 kJ.
a. Quelle est la masse de gaz à effet de serre produite par gramme d’essence
utilisée ?
352/114 = 3,09 g de CO2(g) par gramme d’essence utilisé
b. Quelle est la masse de gaz à effet de serre produite par kilojoule récupéré ?
352/208 = 1,69 g de CO2(g) par kJ obtenu
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