CCINP 2024 PSI Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2024, filière PSI, en 4 heures. Thème : Bilan de quantité de mouvement et théorème de Bernoulli, cristal de NaCl, dissolution et corrosion, flottaison, machine asynchrone.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : bilan de quantité de mouvement et pompage. Plateforme portée par des jets d'eau : système ouvert et système fermé, conservation du débit, bilan de quantité de mouvement, théorème de Bernoulli, débit d'équilibre et vitesses, surpression par ordre de grandeur, pertes de charge par analyse dimensionnelle et puissance de la pompe.
• Partie II : milieu marin. Structure cubique à faces centrées de NaCl : population, sites octaédriques, tangence des ions, compacité et masse volumique. Capacité thermique d'un calorimètre, enthalpie massique de dissolution et effet de la température sur la solubilité. Corrosion d'un métal sous une goutte d'eau, rôle du sel, protection du fer par une pièce de zinc et sa durée.
• Partie III : flottaison d'un verre lesté. Résolution de problème sur l'équilibre d'un verre cylindrique flottant dans lequel on empile des pièces : nombre de pièces avant qu'il coule, puis variation d'altitude du sommet de la pile par rapport à la surface de l'eau.
• Partie IV : machine asynchrone. Champ d'un enroulement réparti et champ tournant du stator, inductances mutuelles entre stator et rotor en court-circuit, forces électromotrices induites, équation du courant rotorique, pulsation et amplitude en régime permanent, vitesse du champ rotorique, comparaison avec la machine à courant continu, puis glissement, bilan de puissance et rendement.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Diagrammes potentiel-pH
• Régime sinusoïdal forcé
• Réactions de dissolution et de précipitation
• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre

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