CCINP 2020 TSI Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2020, filière TSI, en 4 heures. Thème : Hockey sur glace : palet, crosse, cages en acier et patinoire.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Problème 1, partie I : mouvement du palet sur la glace. Force de propulsion du joueur, mouvement avec frottement solide, distance d'arrêt et travail des frottements.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Problème 1, partie II : étude de la crosse. Pendule pesant en rotation autour d'un axe fixe : loi du moment cinétique, petites oscillations et période, intégrale première de l'énergie et lecture d'un portrait de phase.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre
• Problème 1, partie III : matériaux des cages de hockey. Configuration électronique du fer, maille cubique à faces centrées, paramètre de maille et sites octaédriques pour l'insertion du carbone, puis diagramme potentiel-pH du fer et corrosion.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Problème 2, partie I : couche de glace sur un lac. Diagramme de phases de l'eau, loi de Fourier, équation de la diffusion thermique, approximation quasi stationnaire et croissance de l'épaisseur de glace.
• Problème 2, partie II : patinoire artificielle. Écoulement du fluide frigorigène dans les tuyauteries : nombre de Reynolds, profil de vitesse, relation de Bernoulli avec pertes de charge et mesure de vitesse.
• Problème 2, partie III : fluide réfrigérant. Éthylène glycol : enthalpie standard de réaction, caractère exothermique, influence de la température et choix des conditions industrielles de synthèse.
  À revoir : Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques, Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Problème 2, partie IV : haut-parleurs de la patinoire. Haut-parleur électrodynamique : force de Laplace, équation mécanique, couplage électromécanique et équation électrique en régime sinusoïdal.
  À revoir : Régime sinusoïdal forcé

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Régime sinusoïdal forcé

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