Aurélie 21/11/08
 

 

Le dioxyde de carbone


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Black Joseph
né le 16 avril 1728 à Bordeaux
enseigne la chimie et la médecine à l'université de Glsgow

En 1754, Joseph Black, en chauffant fortement du calcaire (nom actuel : carbonate de calcium) :

- obtient de la chaux vive (oxyde de calcium)

- et un gaz ; il appelle ce gaz " air fixe " car il était fixé au solide qui l'a libéré par chaufage.

En 1772, Black remarque :

- une chandelle ne brûle pas dans une atmosphère d' "air fixe"

- une souris y meurt.

L'air fixe diffère donc de l'air.

Ce gaz s'appelle, aujourdh'ui, le dioxyde de carbone ou gaz carbonique.

Joseph Black, grâce à l'eau de chaux, identifie "l'air fixe" au gaz expiré par les êtres vivants.

Le dioxyde de carbone donne un test positif à l'eau de chaux.

L'eau de chaux est un mélange homogène, limpide.

 

Fabrication de l'eau de chaux.

Le lait de chaux est obtenu en mélangeant dans un bécher un peu de chaux éteinte ( solide blanc) avec 100 mL d'eau.

Laisser décanter ; filtrer : le filtrat obtenu est l'eau de chaux.

Le lait de chaux est un
mélange hétèrogène : on distingue deux parties d'aspect différent.

L'eau de chaux est un mélange homogène : on ne distingue pas des parties d'aspect différent.

Test de " l'air fixe " ou dioxyde de carbone.

Verser dans un tube à essais un peu d'eau de chaux et souffler dedans avec une paille ( il faut souffler lentement).

L'eau de chaux, initialement limpide, se trouble. On observe un mélange blanc hétérogène.



 

Web

www.chimix.com


Transmission de la note.

Dans le cas d'un signal modulant sinusoïdal, de fréquence f, d'amplitude Um et d'expression u(t) = Um cos (2 p ft), le signal modulé en amplitude peut se mettre sous la forme :

s1(t) = A cos (2 p F t) +½ AUm / U0 cos (2 p (F-f) t) +½ AUm / U0 cos (2 p (F+f) t) en volts

 où A et U0 sont des constantes qui dépendent de l'émetteur radio et F est la fréquence de la porteuse.

France -Inter étant la station émettrice, calculer les trois fréquences intervenant dans l'expression du signal modulé s1(t) si le son transmis est celui d'un diapason qui émet un son pur correspondant à la note la3.

F = 162 kHz ; f = 440 Hz ; F-f = 161,6 kHz ; F+f = 162,4 kHz.

Chaque station émettrice dispose d'une bande de fréquence ( appelée canal) de 9 kHz de largeur, centrée sur la fréquence F de la porteuse. C'est pourquoi la fréquence la plus aiguë qui peut être transmise en Grandes Ondes vaut 4,5 kHz.

Quelle(s) fréquence(s) du spectre de la note jouée par le violon ne peuvent pas être transmises par France Inter ?

 Fréquences des harmoniques supérieures à 4500 Hz.

f11 = 11 f1 =4,4 102*11 = 4,8 103 Hz ; f12 = 12 f1 =4,4 102*12 = 5,3 103 Hz ; f13 = 13 f1 =4,4 102*13 = 5,7 103 Hz ;

Réception du signal.

L'émission qui retransmet le concert est captée par un récepteur radio formé de plusieurs éléments connectés les uns à la suite des autres : circuit d'accord, démodulateur, amplificateur et haut parleur.

Le premier module est le circuit d'accord dont le schéma est reproduit ci-dessous :

s2(t) est le signal de sortie de ce premier module.

Nommer les composant 1, 2, 3 et calculer la valeur de l'inductance L qui permet de capter France Inter si C = 0,47 nF.

1 : antenne ; 2 : bobine inductive d'inductance variable ; 3 : condensateur.

La fréquence propre du dipôle LC est :

F =
1
2
p (LC)½
d'où L =
1
4
p 2F2C
F= 1,62 105 Hz ; C = 4,7 10-10 F.

L =
1
4
*3,14 2(1,62 105)2 4,7 10-10
=2,1 10-3 H.
La qualité de la réception dépend de la valeur de la résistance R du composant 2. ( Le récepteur est d'autant plus sélectif que la valeur de R est faible ).

La courbe de résonance représentée sur la figure ci-dessous représente la variation de l'amplitude S du signal s2(t) en fonction de la fréquence du signal reçu, une fois le récepteur accordé sur France Inter.



Pour qu'un signal soit transmis dans de bonnes conditions par le circuit d'accord à l'élément suivant ( démodulateur), son amplitude S doit être suffisante : cette condition se traduit par S<=0,35 V. Ainsi l'intervalle des fréquences transmises au démodulateur est [160 kHz ; 164 kHz].

En supposant que les modules démodulateur, amplificateur et haut parleur sont parfaits, préciser les fréquences présentes dans le spectre de la note restituée par le haut parleur. Justifier.

La valeur maximale de F + f est 164 kHz soit fmaxi = 2000 Hz.

Seules les harmoniques de fréquences inférieures ou égales à 2000 Hz sont transmises. ( f2 = 880 Hz ; f3 = 1,3 kHz ; f4 = 1,76 kHz )

Comparer la hauteur et le timbre de la note restituée par le haut-parleur à la note originale émise par le violon. Justifier.

Les deux notes ont la même fréquence du fondamental f1 = 440 Hz : elles ont la même hauteur.

Par contre, elles ne possèdent pas les mêmes harmoniques : les timbres sont donc différents.


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