[EPL1302] Re-add exam and fix a few mistakes

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+YEAR=2020
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+MINMAJ=All
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src/q3/chimie-EPL1302/exam/2020/Janvier/All/chimie-EPL1302-exam-2020-Janvier-All.tex

+\documentclass[fr]{../../../../../../eplexam}
+
+\hypertitle{Chimie}{3}{EPL}{1302}{2020}{Janvier}{All}
+{Baptiste Laterre}
+{Hervé Jeanmart et Joris Proost}
+
+\section{Question 1 : RedOx}
+
+La pile à combustible est un procédé faisant intervenir 2 réactions en milieu alcalin : l’oxydation de $H_{2(g)}$ et la réduction de l’$O_{2(g)}$ de l’air ambiant. Voici une représentation de la situation étudiée :
+\begin{figure}[h]
+   \centering
+    \includegraphics[scale=0.25]{pile_combustible.png}
+    \label{fig:my_label}
+\end{figure}
+
+\begin{enumerate}
+    \item Ecrivez les 2 demi-réactions ainsi que la réaction globale.
+    \item Sur le schéma, indiquez l’emplacement de la cathode, de l’anode, le sens des ions hydroxyde et le sens des électrons.
+    \item Trouvez le potentiel d’équilibre de chaque demi-réaction. \hspace{1em}
+    \begin{tabular}{|c|c|c|}
+    \hline
+     & $H_2O$ &$OH^-$\\
+     \hline
+     ${\Delta}_fG^o$ ($kJ/mol$) & -273.18 & -157.28\\
+     \hline
+\end{tabular}
+    \item Trouvez la force électromotrice standard. Le pH influence-t-il la force électromotrice ?
+\end{enumerate}
+
+\nosolution
+
+\section{Question 2 : cinétique}
+Voir Question 1 Septembre 2016
+\begin{solution}
+Voir Solution Question 1 Septembre 2016
+\end{solution}
+\section{Question 3 : cycle}
+Ci-après se trouvent les 5 étapes d’un cycle en système fermé.
+\begin{itemize}
+    \item 1-2 : compression suivant la relation $pV^k$ = cste
+    \item 2-3 : réchauffement isochore
+    \item 3-4 : réchauffement isobare
+    \item 4-5 : détente adiabatique
+    \item 5-1 : refroidissement isochore
+\end{itemize}
+Pour ce cycle, le rapport de compression de $V_{max}/V_{min}$=12 ;
+la température max est de 1600°C;
+la pression max est de 160 bars;
+le gaz est comparable à de l’air pour lequel $\lambda$  = 1.3;
+l’apport de chaleur en 2-3 vaut 1000 $kJ/kg$;
+l’apport de chaleur en 3-4 vaut 500 $kJ/kg$;
+le refroidissement en 5-1 fait perdre 600 $kJ/kg$.
+À partir de ces données, trouvez les éléments suivants, en indiquant l’ordre dans lequel vous les avez trouvé : \newline
+\begin{center}
+
+
+\begin{tabular}{|m{1cm}|m{9cm}|m{2cm}|}
+\hline
+    &Valeur de k (transformation 1-2) & \\
+    \hline
+    &Pression à l’état 2 ($bar$) & \\
+    \hline
+    &Pression à l’état 5 ($bar$) & \\
+    \hline
+    &Variation d’énergie interne entre 1 et 2 ($J$)& \\
+    \hline
+    & Sachant que le travail total du cycle est de -1000$J$,
+    trouvez la masse de gaz dans le système ($kg$)& \\
+    \hline
+    &La température à l’état 3 ($K$) & \\
+    \hline
+\end{tabular}
+\end{center}
+Tracez également les diagrammes p/V et S/T pour ce cycle.
+\nosolution
+\section{Question 4 : théorie}
+Dans le cadre du premier principe, nous avons défini $\pi_T$ et $ \mu_{J-T}$.
+\begin{enumerate}
+    \item Donnez une définition mathématique de $\pi_T$.
+    \item Par quelle réalité physique ce coefficient ne peut être nul ?
+    \item En utilisant le schéma ci-dessous, expliquez une expérience qui illustre l’effet Joule-Thomson.
+    %\begin{figure}
+    %   \centering
+    %    \includegraphics{}
+    %    \caption{Caption}
+    %    \label{fig:my_label}
+    %\end{figure}
+    \item En se référant à l’expérience précédente, l’entropie du gaz change-t-elle au cours de la réaction ?
+\end{enumerate}
+\nosolution
+\section{Question 5 : QCM}
+\begin{enumerate}
+    \item Le $CO_2$ a son point triple à T = 59°C et en p = 5 atm. Quelle transformation se passe lors du passage de T = 0°C à 60°C, à une pression de 20 atm ? \newline
+    $\square$ Le $CO_2$ reste solide; $\square$ Le $CO_2$ passe de l'état solide à l'état liquide; $\square$ Le $CO_2$ passe de l'état solide à l'état de vapeur ; $\square$ Le $CO_2$ reste liquide; $\square$ Le $CO_2$ passe de l'état liquide à l'état solide \newline
+    \item Une pompe à chaleur travaille selon un cycle de Carnot inversé entre une température extérieure proche de 0°C et une température intérieure de 20°C. Quel est le coefficient de performance de cette machine ? \newline
+    $\square$ 15.7; $\square$ 12.7; $\square$ 14.7; $\square$ 13.7; $\square$ 16.7 \newline
+    \item Quelle est la définition générale de l'activité d'un composant gazeux ? \newline
+    $\square$ $p_i/p_i^0$; $\square$ $p_i^0/1$; $\square$ $p_i/1$; $\square$ $p_i/p^0$; $\square$ $p/p_i^0$ \newline
+    \item La tension de vapeur à 100°C d'une solution aqueuse de 0.4M en $KNO_3$ est de 605.52 Torr (1 atm = 760 Torr). Quelle est l'activité de l'eau dans cette solution ? \newline
+    $\square$ 0.4; $\square$ 0.797; $\square$ Impossible de calculer l'activité sur base des données fournies; $\square$ 242.21; $\square$ 0.319 \newline
+    \item La tension de vapeur de l'eau à 25°C est de 23.76 Torr et son enthalpie standard de vaporisation est de 44 $kJ/mol$. Estimez la tension de vapeur de l'eau à 40°C, en Torr. \newline
+    $\square$ 55.65; $\square$ 23.78; $\square$ 38.02; $\square$ 24.96; $\square$ 10.14 \newline
+    \item Après avoir raccordé votre maison au réseau d'eau, vous constatez que lorsqu'un robinet de 5 $mm$ de diamètre est totalement ouvert, le débit est de 10 $L/min$. Sachant que le niveau d'eau du château d'eau se situe 60 $m$ plus haut que votre robinet, estimez $w_f$, les pertes dans l'ensemble des tuyauteries liant votre maison au château d'eau, en $J/kg$.\newline
+    $\square$ 527; $\square$ 553; $\square$ 589; $\square$ 490; $\square$ 623; $\square$ 467 \newline
+    \item Quelle expression, parmi celles-ci, est eronnée ? \newline
+    $\square$ ${\Big(\frac{\partial H}{\partial p}\Big)}_S$ = $V$;
+    $\square$ ${\Big(\frac{\partial U}{\partial S}\Big)}_V$ = $T$;
+    $\square$ ${\Big( \frac{\partial T}{\partial V} \Big)}_S$ = - ${\Big( \frac{\partial p}{\partial S}\Big)}_V$;
+    $\square$ ${\Big( \frac{\partial T}{\partial p}\Big)}_S$ = ${\Big(\frac{\partial V}{\partial S}\Big)}_H$ \newline
+    \item Sur base du diagramme représentant la variation d'énergie libre molaire avec la concentration d'une solution binaire A-B régulière, répondez à la question suivante : laquelle de ces expression n'est pas valable à la concentration $x_B$? (\textbf{FIGURE TYPE MAIS PAS EXACTE})\newline
+    \begin{figure}[h]
+        \centering
+        \includegraphics[scale=0.5]{melange.png}
+    \end{figure}
+    $\square$ $\mu_B<\mu^B$; $\square$ $\mu^A < \mu^B$; $\square$ $\mu_A < \mu_B$;
+    $\square$ $\mu_A > \mu^A $; $\square$ $\omega >0$ \newline
+    \item Quel est le lien entre la vitesse la plus probable $c_p$ et la vitesse quadratique moyenne $\sqrt{\bar{c^2}}$ d'une distribution de vitesse de Maxwell - Boltzmann? $c_p$ = ... \newline
+    $\square$ $\sqrt{\frac{2}{3}\bar{c^2}}$; $\square$ $\sqrt{\bar{c^2}}$; $\square$ $\sqrt{\frac{3}{2}\bar{c^2}}$; $\square$ $\frac{3}{2} \sqrt{\bar{c^2}}$; $\square$ $\frac{2}{3}\sqrt{\bar{c^2}}$ \newline
+    \item Pour caractériser le compresseur d'un turbo, vous diposez des données suivantes : puissance de 5$kW$ et débit d'air de 80$g/s$. Quelle est la pression abolue à l'admission du moteur, c'est-à-dire après la compression, si la temparature ambiante est de 25°C et la pression ambiante de 1 $bar$ ? (hypothèse: transformation réversible) \newline
+    $\square$ 2.18; $\square$ 1.52; $\square$ 1.96; $\square$ 2.86; $\square$ 1.37
+\end{enumerate}
+\nosolution
+\end{document}

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