Physique chimie, technologie. DNB Centres étrangers 2025.

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Ammoniac et engrais.
 L’ammoniac est l’un des composés les plus synthétisés au monde. Il sert principalement à fabriquer des engrais que des agriculteurs répandent dans leurs champs pour fertiliser le sol.
Partie 1 : Fabrication de l’ammoniac (14 points)
Dans les conditions normales de température et de pression, l’ammoniac est un gaz de formule chimique NH3.
1. Choisir, parmi les modélisations A, B et C du document 1 ci-dessous, celle qui représente l’ammoniac dans les conditions normales de pression et de température en recopiant la lettre correspondante sur la copie.

2. Donner le nom et le nombre des atomes qui composent la molécule d’ammoniac.
Un atome d'azote N et trois atomes d'hydrogène H.
 Le procédé de synthèse de l’ammoniac est modélisé par l’équation de réaction suivante :
 N2 + 3 H2 → 2 NH3
3. Indiquer, en justifiant, si la synthèse de l’ammoniac est une transformation physique ou une transformation chimique.
Transformation chimique : les atomes des molécules des réactifs N2 et 3 H2 se combinent pour former une nouvelle molécule NH3.
Une usine de production d’ammoniac souhaite fabriquer 1 tonne d’ammoniac. Pour cela, elle a besoin d’une masse de valeur m(N2) = 824 kg de diazote. Ce diazote est prélevé dans l’air.
4. Donner la valeur du pourcentage en volume de diazote présent dans l’air.
L'air contient 80 % de diazote en volume.
 5. Calculer la valeur de la masse de dihydrogène m(H2) nécessaire pour fabriquer 1 tonne d’ammoniac en utilisant la loi de conservation de la masse.
m(H2 )+m(N2) =m(NH3).
m(H2 )= 1000 -824= 176 kg.

Partie 2 : Épandage d’un engrais (11 points).
 Pour fertiliser son champ, un agriculteur répand de l’engrais à l’aide d’un tracteur auquel est accrochée une remorque-épandeur. Lorsque le tracteur est en mouvement, la remorque-épandeur subit plusieurs actions mécaniques dont : - l’action du tracteur (action 1), - l’action de la Terre (action 2).
6. Choisir, parmi les propositions A, B, C et D, celle qui modélise correctement l’action mécanique 1 d’une part et l’action mécanique 2 d’autre part.

Pour répandre de l’engrais sur la totalité de son champ, le tracteur doit effectuer 18 passages à une vitesse moyenne de valeur v = 9 km/h. La valeur de la longueur du champ (1 passage) est = 250 m.
7. Calculer la valeur de la durée t nécessaire pour répandre l’engrais sur la totalité du champ. Dans cette question, les manœuvres en bout de champ (demi-tours) ne sont pas prises en compte.
18 x0,25 =4,5 km.
4,5 / 9 = 0,5 h ou 30 min.
L’agriculteur doit répandre de l’engrais sur dix champs identiques au précédent. En prenant en compte les manœuvres, les déplacements et les pauses, la valeur de la durée moyenne de traitement d’un champ est tmoy = 45 minutes. Pour cela, il décide de louer une remorque-épandeur. Le loueur propose les forfaits suivants :
Forfait A : 5 heures ; forfait B : 8 heures.
8. Déterminer, en justifiant la réponse, le forfait que doit choisir l’agriculteur pour traiter la totalité des dix champs.
durée totale : 10 x 45 = 450 min ou 7,5 h ou 7 h 30 min. Forfait B :
 

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 Technologie.
Le robot Oz de la société NAÏO est un robot agricole autonome conçu pour permettre aux maraîchers de cultiver leurs parcelles de façon autonome tout en respectant l’environnement. Il est capable de semer et de désherber avec précision en utilisant un système de guidage GPS, sans recours aux produits chimiques, ni émission de gaz à effet de serre, le rendant ainsi entièrement écologique.
Question 1 (4 points) .Indiquer à quel besoin répond le robot Oz
Semer, désherber, sans produits chimiques, de manière autonome sans émissions de gaz à effet de serre.

Question 2 (4 points) . Indiquer l'autonomie de fonctionnement du robot Oz puis les mesures de sécurité qui sont intégrées au robot Oz en cas de problème.
Autonomie : 8 heures.
Sécurité : capable de s'arêter en cas de problèmes et envoyer une alerte.

Question 3 (4 points) . Compléter le diagramme des blocs internes.

Question 4 (4 points) . Après avoir calculé le coût à l’hectare des 2 solutions, justifier que l’utilisation d’un robot de maraîchage Oz répond aux enjeux économique et écologique.
Tracteur thermique : énergie :1,6 x8 =12,8 € et émission de gaz à effet de serre.
Robot Oz : 10 x0,2 = 2 € << 12,8 , sans émission de gaz à effet de serre.

Question 5 (4 points) . Sachant que le robot est alimenté par une batterie et qu’il reçoit une puissance de 500 W en fonctionnement, quelle batterie permet d'atteindre au moins 8 heures d'autonomie ? Justifier votre choix par un calcul.
Energie consommée en 8 heures : 500 x8 = 4000 Wh = 4 kWh. Batterie de type D.

Le robot Oz est programmé pour se déplacer de manière autonome sur un champ. À l'aide d’une application, le maraîcher transmet par Wifi les coordonnées GPS de départ et d'arrivée au robot. Le robot Oz démarre au point de coordonnées GPS (x1, y1) et continue jusqu'au point de coordonnées (x2, y2). Lorsqu'il détecte une bordure grâce à ses capteurs, il effectue un virage de 90 degrés, avance d'un mètre, puis tourne à nouveau de 90 degrés pour continuer à semer le rang suivant. Ce processus se répète jusqu'à ce que le robot atteigne le point d'arrêt.

Question 6.



  
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