Bac L 2006 – Pondichéry

 

Sujets L des épreuves Enseignement Scientifique Session 2006 – Pondichéry

Durée de l’épreuve : 1 h 30

Coefficient : 2

L’usage de la calculatrice n’est pas autorisé

Le candidat traite la partie I et l’un des thèmes au choix de la partie II

 

THEME OBLIGATOIRE

PARTIE I : ALIMENTATION ET ENVIRONNEMENT (13 points)

Dans les pays industrialisés, chez les adolescents en particulier, les déséquilibres alimentaires peuvent être à l’origine d’une obésité qui peut favoriser l’apparition de certaines maladies telle que diabète, maladies cardio-vasculaires…

Document 1 :

Voici la ration alimentaire de Pierre 14 ans, 51 kg, activité modérée :

Repas	Aliments consommés	Energie en kilojoules
Matin	Une tasse de café + trois morceaux de sucre	255
Midi	Une côte de porc (160g) + une noisette de beurre Une portion de pâtes (250g) au beurre Fromage à pâte cuite 45% de matière grasse (60g) Une tarte (100g) Soda (33cl)	2159 1304 1005 666 425
Goûter	Pain (quatre tranches) beurré (12g) Deux barres de chocolat (80g) Un grand soda	1458 1747 935
Soir : restauration rapide	Un double sandwich fromage, steak haché, sauce Une grande portion de frites Un grand soda Gâteau au chocolat et noix	1876 1555 935 1153
Total pour la journée		15473

Document 2 :

Apports énergétiques conseillés pour les garçons (1 à 20 ans) ayant une activité modérée :

Age	Masse moyenne en kg	Ration conseillée en kJ
1 à 3 ans	14	5050
4 à 6 ans	20	6700
7 à 9 ans	29	9200
10 à 12 ans	38	10800
13 à 15 ans	51	12550
16 à 19 ans	66	13400

Question 1 (SVT)        (6 points)
Saisir des informations et mobiliser des connaissances.

En utilisant vos connaissances sur les principes d’une alimentation équilibrée et le document 2 :
a) Enumérer quatre erreurs importantes faites par Pierre dans sa ration alimentaire (document 1).
b) Pour chaque erreur, proposer une amélioration possible en argumentant à l’aide de vos connaissances.

Pour le bon développement de l’organisme humain, il ne suffit pas de couvrir ses besoins énergétiques en mangeant suffisamment, il faut “bien se nourrir”. Ce critère de qualité est lié au fait que chaque type d’aliments apporte à l’organisme des substances qui lui sont indispensables.

Document 3 :

En 1912, Hopkins a réalisé une expérience pour montrer l’importance du lait dans la croissance de jeunes rats.
Deux lots A et B de jeunes rats en croissance, de mêmes masse, sexe et origine, sont placés dans les mêmes conditions et nourris avec le même régime de base :
– eau
– sels minéraux indispensables
– lactose comme source de glucides
– caséine comme source de protides
– des lipides.

Chaque rat du lot A reçoit en plus de ce régime de base 3 cm³ de lait frais entier par jour. Au bout de 18 jours, cet apport supplémentaire de lait est supprimé au lot A et transféré au lot B. Les deux lots de rats sont pesés tous les 3 jours. Les résultats sont réunis dans le tableau ci-dessous :

Jours	0	3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	33	36	39	42	48
Masse des rats du lot A en grammes	44	51	57	62	67	71	74	78	80	80	81	81	81	80	78	74
Masse des rats du lot B en grammes	44	46	48	50	50	46	46	45	48	53	58	62	66	70	73	76

NB : La quantité de matières solides apportées par les 3 cm³ de lait ne représente que 1 à 3 % du total de la nourriture.

Document 4 :

Composition chimique d’un litre de lait frais entier :
– eau ………………………………………………………….887 g
– protides : caséines ……………………………………….32 g
– glucides : lactose …………………………………………48 g
– lipides ……………………………………………………….30 g
– sels minéraux indispensables …………………………..3 g
– vitamines : C, B1, B2, B6, PP, A, E, D……………0,02 g

Question 2 (SVT)        (4 points)
Saisir des informations, mettre en relation des documents, mobiliser des connaissances

2.a) Comparer l’évolution des masses des deux lots de rats (tableau document 3)
2.b) On cherche à montrer l’importance, pour la croissance des rats, l’apport des vitamines dans l’alimentation. En quoi l’expérience proposée permet-elle de tester cette hypothèse ?
2.c) Pourquoi ces substances doivent-elles absolument être apportées par l’alimentation ?

Question 3 (Physique-Chimie)        (3 points)
Saisir des informations , mobiliser ses connaissances, raisonner

A propos des eaux potables

Les eaux minérales de table sont évidemment potables. Cependant leur goût diffère en fonction de leur concentration en minéraux, leur pH, leur dureté etc…

Composition en minéraux (mg-mL^-1) et de pH de trois eaux de table.

Eaux	Ions sodium	Ions calcium	Ions magnésium	Ions sulfate	pH
A	11,6	11,5	8	8,1	7
B	1708	90	11	174	6,6
C	3	108	14	13	7,3

1) En consultant le tableau ci-dessus, indiquer l’eau minérale la plus acide puis la moins acide en justifiant.
2) Donner le nom et la formule des ions responsables de la dureté d’une eau.
Préciser, en justifiant, l’eau la moins dure.
3) Les eaux de table sont issues d’eaux naturelles “dites boueuses” que l’on a rendues potables par un procédé qui fait appel à différentes étapes. Classer par ordre chronologique les quatre étapes proposées ci-dessous :

décantation ; dégrillage – tamisage ; désinfection ; filtration

THEME AU CHOIX

PARTIE II : ENJEUX PLANÉTAIRES ÉNERGÉTIQUES (7 points)

Énergie marine

Les mers et les océans contiennent d’importantes quantités d’énergie : énergie des vagues, des marées et des courants, énergie thermique.

Document 5 : utiliser l’énergie du Gulf Stream* Un projet est en cours pour produire de l’électricité en exploitant le courant du Gulf Stream près des côtes de Floride. Au large des côtes de Floride, le Gulf Stream se trouve à moins de deux kilomètres du rivage, zone considérée comme idéale pour la production d’électricité. pour cela, des turbines seraient immergées à 60 m de profondeur. Le Gulf Stream a une vitesse quasi-constante de 8 km/h. L’eau chaude du Gulf Stream étant 832 fois plus dense que l’air, son énergie est équivalente à celle de vents de 230km/h. Avec un débit total de 14 000 m3 d’eau par seconde, le Gulf Stream constitue une source d’énergie renouvelable quasi-illimitée, qui a pour origine le régime des vents entre l’équateur et les pôles dû aux écarts d’apports solaires et à la rotation de la terre. Le projet actuel est rendu possible par les essais d’un nouveau type de turbine particulièrement adapté à la situation. La turbine prévue pour produire 3 MW comporte deux rotors en fibre de verre, d’un diamètre maximum de 30 m. Le coût de fabrication pour une série de 400 turbines serait de 400 euros par KW, ce qui rendrait le projet concurrentiel par rapport à une centrale électrique moderne. D’après Energie & développement durable magazine juin 2004 *Gulf Stream : courant marin chaud de l’océan atlantique occidental.

a) Dans ce projet, par quel type d’énergie les turbines sont-elles entraînées ?
b) Quel est le rôle des turbines dans une centrale ?

a) Quelles sont les deux grandes parties qui constituent l’alternateur ?
b) Quelle conversion énergétique a lieu dans l’alternateur ?

Expliquer comment sont entraînées les turbines dans les centrales thermiques et les centrales nucléaires.

Document 6 : exploiter l’énergie des vagues Le Pelamis est une machine conçue pour produire de l’électricité en utilisant l’énergie des vagues. Le Pelamis est une machine constituée de plusieurs segments articulés qui se déplacent sous l’effet des vagues. Des pompes hydrauliques sont installées aux articulations et transmettent la pression à un fluide. Le fluide sous pression alimente alors les moteurs hydrauliques qui entraînent un générateur. Le système permet de stocker l’énergie pour délivrer une puissance relativement stable et constante malgré le mouvement irrégulier des vagues. La machine de 700 kW est longue de 120 m, large de 3,5 m et pèse 750 tonnes. Ce premier modèle à échelle réelle, du convertisseur flottant d’énergie des vagues Pelamis, a été construit à l’issue de six années de travaux de conception et d’essais. La phase initiale consiste à mettre en place trois machines Pelamis situées à 5 km de la côte nord du Portugal. Le projet de 8 millions d’euros aura une capacité d’environ 2 MW et devrait couvrir la demande d’électricité de plus de 1500 foyers portugais, en évitant l’émission de 6000 tonnes par an de dioxyde de carbone des centrales conventionnelles. D’après Gonçalo Serras Pereira, président de Enersis, l’énergie des vagues peut constituer une nouvelle source d’énergie renouvelable au Portugal après la mini hydroélectricité et l’éolien. D’après Energie & développement durable magazine juillet 2005

Question 4  (Physique-Chimie)    (1 point)       
Utiliser des connaissances et raisonner

Dans le document ‘ligne 13), on parle d'”une capacité de 2 MW”.
Le mot “capacité” est-il bien employé ? De quelle grandeur physique s’agit-il en réalité ?
Ecrire en toutes lettres l’unité correspondante.

Question 5  (Physique-Chimie)     (1 point)
Utiliser des connaissances.

a) Expliquer quelle est la provenance du dioxyde de carbone dans les centrales conventionnelles.
b) Pourquoi dit-on dans le texte que l’on cherche à éviter l’émission du dioxyde de carbone ?

Question 6  (Physique-Chimie)     (1 point)
Restituer des connaissances.

a) Quelle est l’origine du mot “éolien” ?
b) Expliquer rapidement le principe de fonctionnement d’une éolienne.

Question 7  (Physique-Chimie)     (1 point)
Utiliser des informations

a) Quel est le prix approximatif en euros de 1 kW produit par Pelamis ?
b) Est-il supérieur ou inférieur au kW produit par l’énergie du Gulf Stream ?
Justifier.
Donnée : 1 MW = 10⁶W

Question 7  (Physique-Chimie)     (1 point)
Exercer son esprit critique

En quoi la production d’électricité décrite dans ces deux documents peut-elle être qualifiée de “propre et renouvelable” ?