Bac Physique-Chimie · Amérique du Nord 2025 · Jour 2 · Réf. 25-PYCJ2AN1

Exercice 3 — Mostiglass®, le vitrage rafraîchissant

Mesure d'une fente par diffraction, incertitude, puis refroidissement de l'air par effet Venturi.
6 points · 6 questions · Exercice 3 / 3

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Exercice 3 — Mostiglass®, le vitrage moustiquaire rafraîchissant (6 points)

La Mostiglass® est un vitrage perforé de fentes. On mesure d'abord la largeur d'une fente par diffraction, puis on explique le refroidissement de l'air par effet Venturi.

Données diffraction : D=3,00 m (u(D)=0,01) ; λ=650 nm ; d=6,0 mm (u(d)=0,5 mm). Quotient d'accord : |x−x_ref|/u(x).

laserfente lécrandD = 3,00 mθ
Figure 2 — diffraction par une fente. λ=650 nm, D=3,00 m, tache centrale d=6,0 mm.
Q1. Condition d'observation de la diffraction.
Q2. Relation entre θ, λ et l.
Q3. Approx. petits angles → établir λ/l = d/(2D).
Q4. Valeur de la largeur l de la fente.
Q5. Incertitude u(l) ; compatibilité avec l_ref = 0,55 mm.

Effet Venturi

Fentes rétrécies (S_A > S_B) → effet Venturi. Données : v₁=2,0 m·s⁻¹ ; ρ=1,2 kg·m⁻³ ; S₀=4,0×10⁻² m² ; S_A=1,8×10⁻³ m² ; S_B=0,95×10⁻³ m². Bernoulli : ½ρv_A²+p_A = ½ρv_B²+p_B. ΔT/T = ΔP/P.

Sans Mostiglass (5a)T₁T₂31ΔT≈0,5°CAvec Mostiglass (5b)T₁≈32T₂≈27ΔT≈5°C
Figures 5a/5b — T₁ (entrée), T₂ (sortie). Sans : ΔT≈0,5°C. Avec Mostiglass : ΔT≈5°C (l'air sort plus froid).
Q6. Différence de température en régime permanent (avec/sans) ; confirmer l'intérêt de la Mostiglass.
📖Le contexte (énoncé)
📋 ÉNONCÉ (mot pour mot)
La Mostiglass®Mostiglass® : vitrage moustiquaire perforé de fentes rétrécies. Le rétrécissement crée un effet Venturi qui rafraîchit l'air entrant. est un vitrage perforé de fentes. On mesure une fente par diffraction, puis on explique le refroidissement de l'air par effet Venturi.
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