CNC 2017 PSI Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2017, filière PSI. Thème : Étude d'un corps pur diphasé en équilibre : l'hexafluorure de soufre.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1. Généralités sur l'équilibre liquide-vapeur d'un corps pur. Diagramme de phases, pression de vapeur saturante et relation de Clapeyron menant à ln Ps fonction affine de 1/T. Isothermes dans le diagramme de Clapeyron, courbe de saturation et point critique.
  À revoir : Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• 2. Équation d'état d'un gaz parfait. Coefficients thermoélastiques du gaz parfait, détente de Joule et Gay-Lussac et première loi de Joule. Retour à l'équation d'état à partir de la pression cinétique.
• 3. Équation d'état d'un gaz non-idéal : modélisation d'un gaz réel. Potentiel de Lennard-Jones, force intermoléculaire et limite du modèle parfait. Équation de Van der Waals : sens des termes correctifs, compressibilité, coordonnées du point critique, valeurs de a et b pour SF6 et forme réduite universelle. Développement du viriel et température de Mariotte.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur, Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• 4. Application : étude expérimentale de l'équilibre SF6(l)-SF6(g). Compression isotherme dans une éprouvette thermostatée : volumes de début et de fin de liquéfaction, titre massique, représentations dans les diagrammes. Exploitation de mesures de pression saturante pour la chaleur latente, puis bilans d'énergie et d'entropie.
  À revoir : Mesures et incertitudes, Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• 5. Étude interférométrique de l'hexafluorure de soufre gazeux. Michelson en lame d'air : anneaux, ordre d'interférence et intensité au foyer. Cellule remplie de SF6, défilement des franges, loi de Gladstone et mesure du coefficient de compressibilité isotherme du gaz.
  À revoir : Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau, Modèle scalaire des ondes lumineuses

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Mesures et incertitudes
• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Modèle scalaire des ondes lumineuses

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