QCM au hasard

Messages récents du forum
> Prog. de colles > Du 06/05 au 10/05/2019

Du 06/05 au 10/05/2019

En cette semaine de rentrée, les colles de Physique sont consacrées :

  • à la thermodynamique : tout le programme de PCSI, changements d'état compris.
  • à la mécanique (révisions) : tout le programme de PCSI !

La semaine suivante, le programme de colles sera identique. Les étudiants ayant colle la semaine suivante sont donc aussi invités à profiter des vacances pour réviser ! 😉

QUESTIONS DE COURS DE CETTE SEMAINE
Chaque étudiant aura une question de cours au hasard sur les chapitres suivants :

C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8
D1, D2, D3, D4, D5, D6
(chapitre D7 de Statique des fluides, exclu)

Vous pouvez vous entraîner ici.

 

COMPÉTENCES ÉVALUABLES CETTE SEMAINE DANS LES EXERCICES

MÉCANIQUE

Tout le programme de PCSI !

THERMODYNAMIQUE

Travail des forces de pression. Transformations isochore, monobare.
- Calculer le travail par découpage en travaux élémentaires et sommation sur un chemin donné dans le cas d’une seule variable.
- Interpréter géométriquement le travail des forces de pression dans un diagramme de Clapeyron.Transfert thermique. Transformation adiabatique. Thermostat, transformations monotherme et isotherme.
- Distinguer qualitativement les trois types de transferts thermiques : conduction, convection et rayonnement.
- Identifier dans une situation expérimentale le ou les systèmes modélisables par un thermostat.
- Proposer de manière argumentée le modèle limite le mieux adapté à une situation réelle entre une transformation adiabatique et une transformation isotherme.Premier principe de la thermodynamique : \Delta U + \Delta {\cal E}_M = Q + W.
- Définir un système fermé et établir pour ce système un bilan énergétique faisant intervenir le travail et le transfert thermique Q.
- Exploiter l’intensivité de l’énergie interne.
- Distinguer le statut de la variation d’énergie interne du statut des termes d’échange.
- Calculer le transfert thermique Q sur un chemin donné connaissant le travail W et la variation de l’énergie interne \Delta U.

Enthalpie d’un système. Capacité thermique à pression constante dans le cas du gaz parfait et d’une phase condensée incompressible et indilatable.
- Exprimer l’enthalpie H_m(T) du gaz parfait à partir de l’énergie interne.
- Comprendre pourquoi l’enthalpie H_m d’une phase condensée peu compressible peu dilatable peut être considérée comme une fonction de l’unique variable T.
- Exprimer le premier principe sous forme de bilan d’enthalpie dans le cas d’une transformation monobare avec équilibre mécanique dans l’état initial et final.
- Connaître l’ordre de grandeur de la capacité thermique massique de l’eau liquide.

Loi de Laplace.
- Connaître la loi de Laplace et ses conditions d’application.

Deuxième principe : fonction d’état entropie, entropie créée, entropie échangée. \Delta S = S_{ech} + S_{cr} avec S_{ech}=\sum_{i} \frac{Q_i}{T_i}.
- Définir un système fermé et rétablir pour ce système un bilan entropique. Relier l’existence d’une entropie créée à une ou plusieurs causes physiques d’irréversibilité.
- Interpréter qualitativement l’entropie en terme de désordre en s’appuyant sur la formule de Boltzmann (a fait l’objet en classe d’une activité documentaire).

Variation d’entropie d’un système.
- Utiliser l’expression fournie de la fonction d’état entropie.
- Exploiter l’extensivité de l’entropie.

Application du premier principe et du deuxième principe aux machines thermiques cycliques dithermes : rendement, efficacité, théorème de Carnot.
- Donner le sens des échanges énergétiques pour un moteur ou un récepteur thermique ditherme.
- Analyser un dispositif concret et le modéliser par une machine cyclique ditherme.
- Définir un rendement ou une efficacité et la relier aux énergies échangées au cours d’un cycle.  Justifier et utiliser le théorème de Carnot.
- Citer quelques ordres de grandeur  des rendements des machines thermiques réelles actuelles.

Corps pur diphasé en équilibre. Diagramme de phases (P,T). Cas de l’équilibre liquide-vapeur : diagramme de Clapeyron (P,v), titre en vapeur.
- Analyser un diagramme de phase expérimental (P,v).
- Proposer un jeu de variables d’état suffisant pour caractériser l’état d’équilibre d’un corps pur diphasé soumis aux seules forces de pression.
- Positionner les phases dans les diagrammes (P,T) et (P,v).
- Déterminer la composition d’un mélange diphasé en un point d’un diagramme (P,v).
- Expliquer la problématique du stockage des fluides.

Equilibre liquide-vapeur de l’eau en présence d’une atmosphère inerte.
- Utiliser la notion de pression partielle pour adapter les connaissances sur l'équilibre liquide-vapeur d'un corps pur au cas de l'évaporation en présence d'une atmosphère inerte.

Enthalpie associée à une transition de phase : enthalpie de fusion, enthalpie de vaporisation, enthalpie de sublimation.
- Exploiter l’extensivité de l’enthalpie et réaliser des bilans énergétiques en prenant en compte des transitions de phases.

Deuxième principe : bilan d’entropie. Cas particulier d’une transition de phase.
- Connaître et utiliser la relation entre les variations d’entropie et d'enthalpie associées à une transition de phase : \Delta h_{12}(T)= T\Delta s_{12}.

Exemples d'études de machines thermodynamiques réelles à l'aide de diagrammes (P,h).
- Utiliser le 1er principe dans un écoulement stationnaire sous la forme h_2-h_1 = w_u+q, pour étudier une machine thermique.

Bon travail à tous !

 

Les commentaires sont fermés.