Brevet de Technicien Supérieur
Étude et Économie de la Construction
Sciences Physiques Session 1994 Durée : 2 heures Correction
Acoustique (7 points)
La sensation sonore transmise au cerveau dépend du niveau d’intensité sonore et de la fréquence de vibration. On donne les courbes d’égale sensation sonore (figure ci-dessous).
1. Ÿ A 1000 Hz, quels sont les seuils d’audibilité et de douleur ?
Ÿ Quel est le niveau sonore d’un son de 40 Hz qui produit la même sensation sonore qu’un son de 40 dB et de fréquence 1000 Hz ?
Ÿ Pour quels niveau de pression la sensibilité de l’oreille est-elle la moins dépendante de la fréquence ?
2. Quel est le nom de l’appareil qu’utilisent les professionnels de l’isolation phonique pour mesurer le niveau sonore ?
3. La célérité du son dans l’air étant de 340 m/s, calculer la longueur d’onde d’un son de fréquence 1000 Hz.
4. Un son passe de l’air dans l’eau. Parmi les grandeurs suivantes, préciser celles qui ne changent pas, celles qui augmentent et celles qui diminuent :
célérité - longueur d’onde - fréquence - amplitude
5. Quelle est, en décibels, la diminution du niveau d'intensité acoustique lorsqu’il y a doublement de la distance de l’auditeur à la source ?
6. Un observateur mesure le niveau d'intensité LA = 86 dB d’une source A. Une autre source B émet alors un son qui se superpose au premier ; l’observateur mesure le niveau L résultant et trouve L = 93 dB.
Calculer le niveau LB du son émis par B que l’observateur pourrait mesurer si la source B agissait seule.
7. Calculer le niveau de puissance acoustique produit par une source sonore de puissance W = 0,05 watt ; on prendra comme puissance de référence W0 = 10-12 watt.
8. Définir le facteur t de transmission d’une paroi.
9. Calculer l’indice d’affaiblissement acoustique R d’une paroi homogène quand t = 0,5.
Thermique (7 points)
Pour fabriquer 1 m3, on utilise des granulats et du ciment à la température q 1 = 1ºC et de l’eau à la température q 3. On veut que la température du béton obtenu soit q = 15ºC. On néglige toutes les pertes vers le malaxeur et l’extérieur. On donne :
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Composant |
Masse pour 1 m3 de béton |
Capacité thermique massique |
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Granulats |
m1 = 1800 kg |
c1 = 900 J.kg-1.K-1 |
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Ciment |
m2 = 300 kg |
c2 = 900 J.kg-1.K-1 |
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Eau |
m3 = 170 kg |
c3 = 4200 J.kg-1.K-1 |
1. a. Écrire le bilan des échanges de chaleur entre les composants. En déduire la valeur q 3 de la température de l’eau.
b. En réalité, l’eau est prise à la température q 4 = 60ºC. Quelle est la quantité de chaleur perdue au cours de la fabrication de 1 m3 de béton (de température finale q = 15ºC).
2. La masse d’eau m3 = 170 kg dont la température est q 4 = 60ºC est obtenue en condensant, dans une masse m4 d’eau froide prise à la température q 1 = 1ºC, une masse m5 de vapeur d’eau prise à la température q 5 = 100ºC.
a. Écrire le bilan des échanges de chaleur.
b. En déduire la valeur de m5.
On donne la valeur de la chaleur latente de vaporisation de l’eau à 100ºC :
Lv = 2,3.106 J.kg-1.
Chimie (6 points)
Dans un bécher contenant un volume V1 de solution d’acide chlorhydrique de concentration molaire volumique C1, on verse progressivement un volume croissant V de solution d’hydroxyde de sodium (ou soude) de concentration C2 = 5,0.10-3 mol.l-1 et on note pH en fonction de V (voir courbe).
1. Faire un schéma du dispositif permettant cette manipulation.
2. Écrire l’équation-bilan de la réaction.
3. De la valeur pH = 2 au point A, déduire la valeur de la concentration C1 de la solution d’acide chlorhydrique.
4. Que représente le point B de la courbe ? Déterminer le volume V1 de la solution acide initiale.
5. Quelles sont les espèces chimiques ioniques présentes dans le contenu du bécher correspondant au point B ? Calculer leur concentration molaire volumique. Quel résidu solide obtiendrait-on en évaporant l’eau de la solution B ? Quelle est sa formule ?