Prepa Helpe3a-Polytech 2025 PC Physique et chimie : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique et chimie du Concours e3a-Polytech, France, session 2025, filière PC, en 4 heures. Thème : Pression de radiation (onde électromagnétique, photons, corde, acoustique), autour de l'éthanol et synthèse de la monensine.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Physique, partie I : pression de radiation d'une onde électromagnétique. Onde plane réfléchie par un conducteur ohmique bon réflecteur, équation de Maxwell-Ampère simplifiée dans l'ARQS, force de Laplace sur les courants du conducteur et lien entre pression de radiation et densité d'énergie électromagnétique.
- Physique, partie II : aspect corpusculaire. Quantité de mouvement du photon, nombre de photons frappant une surface, pression de radiation en incidence oblique, sécurité laser et ordre de grandeur de la force exercée par un faisceau.
- Physique, partie III : réflexion sur une corde. Onde sur une corde réfléchie par un anneau, relation de dispersion, onde résultante, force moyenne exercée sur l'anneau et lien avec l'énergie linéique de l'onde.
- Physique, partie IV : onde acoustique. Densité d'énergie d'une onde sonore plane, onde totale après réflexion sur un obstacle, pression de radiation acoustique et confrontation à une expérience.
- Chimie, problème 1, partie I : dosage de l'éthanol dans le sang. Configuration électronique du chrome, dosage en retour par le dichromate puis iodométrie au thiosulfate, constante d'équilibre par l'enthalpie libre standard et concentration dans le sang.
- Chimie, problème 1, partie II : élimination de l'éthanol dans le sang. Exploitation graphique de la loi de vitesse, ordre et constante apparente de l'oxydation enzymatique et influence de la température sur l'efficacité de l'enzyme.
- Chimie, problème 1, partie III : capteur électrochimique à base d'étain. Maille du dioxyde d'étain SnO2, cohérence avec la formule, coordinence de l'ion Sn4+ et masse volumique.
- Chimie, problème 2 : synthèse de la monensine. Formule brute par analyse élémentaire, groupes caractéristiques et chiralité, formes mésomères d'un anion, chauffage à reflux et résolution chirale, choix des réducteurs, régiosélectivité, mécanismes et protections successives.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Propagation d'un signal
- Oxydoréduction et piles électrochimiques
- Thermodynamique de l'oxydoréduction : enthalpie libre, potentiels et pile
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