Proposition de correction des épreuves anticipées du baccalauréat (partie physique)
Représentation visuelle (8pts) :
Les chromatogrammes obtenus à partir de feuilles d’érable prélevée en été et en autonome, nous indique que les pigments présents sont assez différents. Dans la feuille prélevée en été, on retrouve les pigments de xanthophylles, de chlorophylle a, de chlorophylle b et de béta-carotène. On remarque que la quantité des pigments chlorophylliens sont importantes car les tâches correspondantes sont très foncés sur le document 1.
Dans le chromatogramme réalisée à partir de la feuille d’érable prélevée en autonome, on remarque la présence de deux tâches. Ces dernières ont respectivement migré à la même hauteur que la tâche 2 et 5. Il y a donc des traces de xanthophylles et du béta-carotène dans cette feuille.
Le document 2 présente les spectres d’absorptions des différents pigments végétaux et un cercle chromatique. La couleur d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire et des lumières colorées qu’il absorbe. En effet, en lumière blanche, la couleur d’un objet correspond à la couleur complémentaire de la couleur absorbée. Pour les pigments chlorophylliens, les longueurs d’ondes correspondants au maximum d’absorption se trouvent vers 420nm et 450nm qui correspondent à du violet-bleu et 650 et 670nm, qui correspondent au rouge-orange. Pour une personne ayant des récepteurs de lumières colorés, appelés cônes, fonctionnels, ces pigments lui paraîtront verts (légèrement jaune).
Pour les pigments comme les caroténoïdes, les longueurs d’ondes correspondants au maximum d’absorption se trouvent entre 430 et 480nm, ce qui correspond au violet-bleu. Ces pigments apparaîtront jaune-orangé s’ils sont éclairés en lumière blanche.
Camille qui a une perception normale des couleurs verra donc que les feuilles d’été ont une couleur verte. En effet, tous les pigments réunis dans la feuille d’érable en été, n’absorbent pas de lumière entre 470nm et 600nm. Cette lumière est celle qui est diffusée et qui est perçu par un observateur. Ces pigments paraissent verts.
En automne, les feuilles lui paraîtront jaunes orangé car ils ne contiennent que des caroténoïdes.
Pour Claude, la situation est tout a fait différente. Il est atteint de protanopie. Le document 3a, nous permet de dire que les cônes L de Claude sont déficients. Or selon le document 3.b, les cônes sont sensibles aux rayonnements dont les longueurs d’ondes sont comprises 500 et 700nm avec un maximum d’absorption vers 575nm. Ce domaine de longueur d’onde correspond aussi au domaine d’absorption des pigments chlorophylliens.
Claude ne repérera pas facilement le changement de couleur des feuilles selon les saisons. N’étant pas ou peu sensible aux lumières colorées rouges, il ne pourra pas déceler la différence de composition des spectres de lumières venant des feuilles en été et en automne et donc distinguer de manière franche les différences de couleurs.
Défi énergétique (6pts)
Question 1 :
Il est nécessaire de stocker l’énergie produite par les éoliennes car la période où l’énergie est produite ne correspond pas forcément au besoin du réseau électrique. En effet, la consommation d’énergie électrique peut-être très importante en soirée alors que la production sera faible si le vent est peu intense. A l’inverse, en pleine journée la production peut être importante alors que les besoins peuvent être limités.
Question 2 :
La quantité d’énergie récupérée lorsque l’on ouvre les vannes des sphères en béton augmente avec la pression de l’eau. Cette eau permet de faire tourner des turbines. Or la pression de l’eau augmente avec la profondeur comme on peut le voir dans le document 2.
Question 3 :
Cadre 1 : Energie mécanique Cadre 2 :Energie électrique
Question 4 :
4.1. Une sphère peut fournir une puissance 5MW pendant 4h tout au long de son remplissage. L’énergie fournie correspond à la puissance fournie multipliée par la durée de production. Soit E = Pxt = 4×50 = 20MWh
4.2. L’énergie stockée par 100 sphères est de 2 000 MWh car 20×100 = 2 000MWh. L’énergie stockée par les sphères en béton serait 15,5 fois supérieur à celle de la ferme Powerpack implantée en Australie. La ferme Powerpack pourrait alimenter pendant 24h 8 000 foyers. Le projet StENSea est donc tout à fait prometteur et pourrait stocker une énergie gigantesque permettant d’alimenter 8 000 foyers pendant plus de deux semaines.
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