Question
Bonjours , je suis en seconde et je n’arrive pas à régler de problème. Si vous voulais bien m’aider je serais prenante . Merci beaucoup. Le Gouffre de Padirac, situé dans le Lot, est l'une des
plus grandes curiosités géologiques en France. Cette
cavité supposée cylindrique a un diamètre d'ouverture
d=35 m et une profondeur h = 103 m. Elle s'est
progressivement formée par dissolution du carbonate
de calcium CaCO3(s) présent dans les roches calcaires
dans l'eau de pluie s'infiltrant dans le sol. En moyenne,
on estime que le volume d'eau de pluie qui s'infiltre à a
travers une surface correspondant à celle de l'ouverture
du gouffre est de l'ordre de 6x 102m par an.
Données
• Volume d'un cylindre de hauteur h et de rayon R:
V=AX R2 xh
• Masse volumique du carbonate de calcium :
p=2,7 x 103 g.L-1
• Solubilité du carbonate de calcium dans la gamme de
pH de l'eau de pluie de la région : 0,30 g-L-2
a. Calculer la masse de carbonate de calcium dissoute
pour former le gouffre de Padirac.
b. En déduire le volume d'eau de pluie nécessaire pour
dissoudre cette masse.
c. En déduire une estimation du nombre d'années
nécessaires à la formation d'une cavité de dimensions
semblables à celles du gouffre de padirac. Commenter
Asked by: USER6545
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Answer (500)
Bonjour,
a) Volume du goufre : V = πR² x h
avec R = d/2 = 35/2 = 17,5 m
et h = 103 m
Soit : V = π x 17,5² x 103 ≈ 99100 m³ ≈ 9,91.10⁷ L
Ce volume correspond au volume de carbonate de calcium dissout au fil du temps.
On en déduit la masse de CaCO₃ correspondante :
m(CaCO₃) = ρ x V
Soit : m(CaCO₃) = 2,7.10³ x 9,91.10⁷ ≈ 2,67.10¹¹ g
b) La solubilité du CaCO₃ dans l'eau de pluie de la région est de s = 0,30 g.L⁻²
Il a donc fallu, pour dissoudre la masse m(CaCO₃), un volume d'eau de pluie de :
V(pluie) = m(CaCO₃)/s
soit : V(pluie) = 2,67.10¹¹/0,30 ≈ 8,92.10¹¹ L
soit encore : 8,92.10⁸ m³
c) Volume d'eau infiltré par an : v = 6.10² m³
donc pour accumuler le volume V(pluie), il a fallu :
V(pluie)/v = 8,92.10⁸/6.10² ≈ 1,5 millions d'années