Centrale-Supélec 2020 PSI Physique-chimie 2 : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie 2 du Concours Centrale-Supélec, France, session 2020, filière PSI, en 4 heures. Thème : Vol d'un avion de ligne : portance et traînée, turboréacteur double flux, oxydes d'azote, alliage d'aluminium et corrosion.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : un avion de ligne en vol. Résultante aérodynamique sur une aile, équations de sustentation et de propulsion, coefficients Cx et Cy lus sur des courbes, coefficient de pression et relation de Bernoulli, vitesse minimale de sustentation, rôle des becs et des volets. Vol plané : finesse, lecture de la polaire de type Eiffel et distance franchissable.
• Partie II : turboréacteur double corps, avec soufflante, à flux séparés. Élévation maximale de température à la combustion du décane, compression et détente isentropiques, couplage mécanique entre turbine, compresseur et soufflante, températures et pressions du cycle, vitesses d'éjection dans les tuyères. Bilan de quantité de mouvement sur une surface de contrôle, poussée spécifique, part de chaque flux et débit à assurer.
• Partie III : NOx et production de gaz à effet de serre. Enthalpie standard de réaction et équilibre de formation de NO dans l'approximation d'Ellingham, loi de vitesse de l'oxydation de NO tirée de droites de régression, photodissociation de NO2, schéma de Lewis et énergie de liaison.
• Partie IV : aluminium et alliage 2024. Densité de l'aluminium en structure cubique à faces centrées, diagramme binaire liquide-solide aluminium-cuivre et composé défini, proportions des phases à l'équilibre. Corrosion par piqûres : montage à trois électrodes, couple de l'eau, courbes courant-potentiel, potentiel et courant de corrosion, frontière du diagramme potentiel-pH de l'aluminium et passivation.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Diagrammes potentiel-pH
• Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Réactions de dissolution et de précipitation
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur

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