Prepa HelpCNC 2008 MP Physique I : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2008, filière MP, en 4 heures. Thème : Quelques manifestations des transferts thermiques : diffusion, contact, bilan du corps humain.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- 1re partie : thermodiffusion dans une barre. Bilan thermique sur un tronçon, loi de Fourier et équation de la chaleur. Profil linéaire en régime stationnaire, lecture de profils de température en régime transitoire et tracé qualitatif de leur évolution.
- 2e partie : contacts thermiques. Pourquoi le bois paraît plus chaud que l'acier. Modèle statique de deux cylindres en série, puis modèle dynamique avec solution en fonction erreur, effusivité et température d'interface. Comparaison des deux modèles et application à deux bouteilles sorties d'un frigo.
- 3e partie, 3.1 : résistances thermiques. Résistance de conduction, analogie avec la loi d'Ohm, associations série et parallèle. Résistance de convection et résistance de rayonnement obtenue par linéarisation de la loi de Stefan.
- 3e partie, 3.2 : bilan thermique du corps humain. Puissance métabolique, flux convectif et radiatif, évaporation et bilan en régime stationnaire, circuit électrique équivalent avec représentations de Norton et de Thévenin. En régime quasi stationnaire, équation du premier ordre sur la température de surface, résolution et discussion de trois cas.
- 3e partie, 3.3 : effet des vêtements sur le bilan thermique du corps. Nouvelles résistances de convection et de rayonnement pour un corps habillé, résistance de conduction des vêtements ajoutée au circuit thermique, valeur qui conserve le même bilan dans une pièce plus froide.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
- Fonctions usuelles et lecture des graphes
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Circuits électriques dans l'ARQS
- Équations différentielles linéaires du premier ordre
- Régimes transitoires
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