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    Brevet Voiture Électrique

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    sur 3

    PHYSIQUE-CHIMIE – Durée 30 minutes – 25 points

    Pour chaque question, si le travail n’est pas terminé, laisser les traces de recherche
    sur la copie : elles seront prises en compte dans la notation.
    Toutes les réponses seront écrites sur la copie.

    LE STOCKAGE D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE DANS LES VOITURES

    Dans les voitures, l’énergie électrique est stockée par des batteries. Ce sujet étudie
    deux types de batteries :
    - La batterie au plomb utilisée dans les voitures thermiques ;
    - La batterie au lithium utilisée dans les voitures électriques.

    Les parties 1 et 2 du sujet sont indépendantes.

    Partie 1 – La batterie au plomb des véhicules thermiques.

    La batterie au plomb stocke l’énergie électrique nécessaire à l’alimentation des


    composants électriques qui permettent à une voiture thermique de fonctionner, en
    particulier au moment du démarrage de la voiture.

    Question 1 (4 points) :

    La batterie au plomb contient de l'acide sulfurique. Les flacons contenant cet acide
    présentent le pictogramme de sécurité ci-dessous.

    Corrosif

    Citer au moins deux précautions à prendre pour manipuler ce produit. Justifier la


    réponse.

    23PROSCMEAG3 2/ 7
    Question 2 (4 points) :

    Document 1 : extrait de la classification périodique des éléments chimiques

    1 Numéro atomique de l’élément chimique


    H Symbole de l’élément chimique
    hydrogène Nom de l’élément chimique

    1 2
    H He
    hydrogène hélium
    3 4 5 6 7 8 9 10
    Li Be B C N O F Ne
    lithium béryllium bore carbone azote oxygène fluor néon
    11 12 13 14 15 16 17 18
    Na Mg Al Si P S Cl Ar
    sodium magnésium aluminium silicium phosphore soufre chlore argon

    À l’aide du document 1, donner le nom et le nombre de chaque type d’atomes présents


    dans la molécule d’acide sulfurique de formule H2SO4.

    Question 3 (6 points) :

    Proposer un protocole expérimental permettant de mesurer la valeur du pH d’une


    solution d’acide sulfurique. Préciser le matériel à utiliser, les étapes de la manipulation
    et les observations attendues. On pourra s’aider de textes ou de schémas.

    Question 4 (3 points) :

    La solution d’acide sulfurique est une solution acide.

    Indiquer sur la copie, la valeur que pourrait prendre le pH de la solution d’acide


    chlorhydrique parmi les propositions ci-dessous. Justifier la réponse.

    a) pH = 2,1 b) pH = 7,5 c) pH = 10,4

    23PROSCMEAG3 3/ 7
    Partie 2 - La batterie au lithium d’une voiture électrique.

    Dans une voiture électrique, les moteurs fonctionnent grâce à l’énergie stockée dans
    une batterie au lithium, qu’il est nécessaire de recharger régulièrement. Selon les
    besoins des automobilistes, il existe différents types de bornes de charge, comme
    indiqué dans le document 2.

    Document 2 : exemples de caractéristiques de bornes de charge.

    Types de bornes Normale Semi rapide Rapide

    Tension (en V) 230 400 400

    Intensité (en A) 32 32 63

    source : http://sigma-tec.fr

    Question 5 (4 points) :

    Donnée :
    - La puissance électrique P (en W) délivrée par une borne de charge est
    égale à P = U × I où U est la tension électrique (en V) et I est l’intensité du
    courant électrique délivré pendant la charge (en A).

    Exploiter la donnée de la question et le document 2 pour calculer la puissance


    électrique délivrée par une borne de charge dite « rapide ».

    Question 6 (4 points) :

    Pour développer l’utilisation de la voiture électrique, il est nécessaire de prévoir la


    construction de très nombreuses bornes de charge. En effet, l’autonomie des voi-
    tures électriques est limitée à quelques centaines de kilomètres.

    Pour répondre aux enjeux de développement durable, il serait nécessaire d’alimenter


    les bornes de charge avec une énergie électrique produite à partir de sources renou-
    velables.

    Citer deux sources d’énergie renouvelable.

    23PROSCMEAG3 4/ 7

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