CCINP 2023 MP Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2023, filière MP, en 4 heures. Thème : Le soleil a rendez-vous avec la pluie : gouttes d'eau, disdromètres, arc-en-ciel et électrolyse.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : vitesse des gouttes de pluie. Chute d'une goutte dans l'air avec une force de frottement, vitesse limite et comparaison du modèle aux mesures.
• Parties II à IV : disdromètres à impact. Platine sur ressort amorti et réponse la plus rapide, capteur piézoélectrique avec théorème de Gauss et tension proportionnelle à D3, puis distribution de Marshall et Palmer pour le dimensionnement du capteur et le calcul de l'intensité de l'averse.
• Partie V : disdromètre optique. Signal créé par le passage d'une goutte dans un faisceau lumineux, élimination de la composante continue, vitesse de chute et diamètre de la goutte.
• Parties VI et VII : théories géométrique et ondulatoire de l'arc-en-ciel. Lois de Descartes dans une goutte, déviation minimale et accumulation de lumière, puis interférences entre rayons et différence de marche.
• Partie VIII : valorisation des eaux de pluie par électrolyse en ligne. Électrolyse de l'eau : demi-réactions, grandeurs standard, tension minimale, courbes intensité-potentiel, production de dichlore et d'acide hypochloreux.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optique géométrique et formation des images
• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique

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