Un plongeur en apnée

Exercice 1 (7 points)

Un plongeur en apnée se trouve dans la mer de telle manière à ce que son tympan T soit situé à une profondeur

h par rapport à la surface de la mer.

1. Donner le nom et le symbole de l’unité de pression dans le système international. (0,5 pt)

2. Quel est le nom de l’appareil mesurant les pressions ? (0,5 pt)

3. Rappeler l’expression de la pression P exercée par une force pressante de valeur F sur une surface

pressée d’aire S.

Indiquer les unités du système international SI dans lesquelles s’expriment les grandeurs de la relation

précédente. (1 pt)

4. a) Exprimer et calculer la différence de pression PT – PM entre le tympan T et un point M de la surface

de la mer supposée au repos. (1 pt)

b) Déduire de la question précédente la valeur de la pression PT qui s’exerce sur le tympan du plongeur.

(0,5 pt)

c) Exprimer et calculer la force pressante F qui s’exerce sur le tympan de surface S = 0,5.10-4 m2. (1 pt)

5. Le tympan est une fine membrane qui sépare l’oreille externe au contact du milieu extérieur et l’ensemble

« oreille moyenne-oreille interne ». L’oreille moyenne est un organe creux de volume très

faible qui transmet les vibrations sonores à l’oreille interne. Les trompes d’Eustache, descendantes

évolutionnaires des ouïes respiratoires des poissons, relient l’oreille moyenne aux fosses nasales à

l’arrière du nez.

a) Rappeler la loi de Boyle-Mariotte. (0,5 pt)

b) Quels sont les risques pour le tympan lors d’une remontée ou d’une descente brutale en plongée ?

(0,5 pt)

c) Quel est le rôle des trompes d’Eustache lors d’une remontée ou d’une descente brutale en plongée ?

(0,5 pt)

6. a) Rappeler l’évolution de la quantité de gaz dans le sang avec la pression. (0,5 pt)

b) Que peut causer une remontée à la surface trop rapide en plongée sous-marine ? (0,5 pt)

Données :

Masse volumique de l’eau de mer r = 1,03.103 kg.m-3 ; g = 9,81 N.kg-1 ;

Pression atmosphérique : Patm = 1,01 bar ; h = 10,0 m.

Exercice 2 : L’eau de Javel (5 points)

L’eau de Javel est une solution aqueuse obtenue par action du dichlore Cl2(gaz) sur une solution aqueuse

d’hydroxyde de sodium (Na+ + OH-). Elle contient les ions hydroxyde HO-, chlorure Cl-, hypochlorite ClOet

sodium

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