ATTENTION : dernière semaine de colle en physique (semaine 30 = 2 DS de SI et Maths + préparation super DS de Physique, donc pas de colle de physique-chimie)

Chapitre ICE1 – Le champ magnétique et son action

Questions de cours :

• Carte de champ magnétique, lignes de champ, quelques propriétés. Exemple du fil, de la spire de courant et de l’aimant droit.
• Citer le principe de Curie, expliquer ce qu’est une symétrie, anti-symétrie et invariance d’une distribution de courant, et donner les conséquences pour le champ magnétique.
• Champ magnétique : ordre de grandeur d’intensité du champ magnétique (terrestre, aimant, appareil d’IRM), 2 exemples de systèmes permettant la création de champ magnétique quasi-uniforme.
• Moment magnétique : définition, unité, ordre de grandeur pour un aimant, lignes de champ.
• Force de Laplace : expression élémentaire, origine, cas du rail de Laplace.
• Mouvement de rotation d’une spire rectangulaire : explications qualitative, expression du couple à l’aide du moment magnétique.

Contenu :

• Exercices associés à de la lecture de carte de champ, ou utilisation des forces de Laplace.

Chapitre T4 – Introduction aux machines thermiques

Questions de cours :

• Pour une machine cyclique ditherme, énoncer les deux premiers principes et en déduire l’inégalité de Clausius. Justifier ainsi l’impossibilité de construire un moteur thermique monotherme.
• Pour le système au choix du khôlleur (moteur, pompe à chaleur, machine frigorifique), expliciter le sens des échanges thermiques, définir le rendement / efficacité et montrer sa borne supérieure (Carnot). Donner un ordre de grandeur du rendement / efficacité réel(le).
• Expliquer les étapes de fonctionnement d’une machine réceptrice, ses différents éléments constitutifs et leur rôle (compresseur, condenseur, détendeur, évaporateur).

Contenu :

• Exercices associés à des moteurs ou machines réceptrices. Attention, pas de diagramme (P,h), de 1er principe en système ouvert (hors programme).

Chapitre ICE2 – Lois de l’induction et applications à des circuits fixes

Questions de cours :

• Citer la loi de Lenz, la loi de Faraday, et appliquez-les au cas d’un aimant que l’on approche d’une spire fermée conductrice.
• Auto-induction : présentation du phénomène, calcul de l’inductance propre d’un solénoïde. Tension aux bornes d’un solénoïde en convention récepteur (en expliquant).
• Induction mutuelle : présentation du phénomène, calcul de l’inductance mutuelle entre deux bobines imbriquées. Applications.
• Le transformateur : présentation, démonstration de la relation entre les tensions, applications et limitations.

Chapitre T3 – Deuxième principe de la thermodynamique

Contenu :

• Exercices exploitant les deux premiers principes. L’expression de l’entropie sera rappelée dans le cas des gaz parfaits (mais pas pour un changement d’état ou pour une phase condensée).

Chapitre ICE1 – Le champ magnétique et son action

Questions de cours :

• Carte de champ magnétique, lignes de champ, quelques propriétés. Exemple du fil, de la spire de courant et de l’aimant droit.
• Citer le principe de Curie, expliquer ce qu’est une symétrie, anti-symétrie et invariance d’une distribution de courant, et donner les conséquences pour le champ magnétique.
• Champ magnétique : ordre de grandeur d’intensité du champ magnétique (terrestre, aimant, appareil d’IRM), 2 exemples de systèmes permettant la création de champ magnétique quasi-uniforme.
• Moment magnétique : définition, unité, ordre de grandeur pour un aimant, lignes de champ.
• Force de Laplace : expression élémentaire, origine, cas du rail de Laplace.
• Mouvement de rotation d’une spire rectangulaire : explications qualitative, expression du couple à l’aide du moment magnétique.

Contenu :

• Exercices associés à de la lecture de carte de champ, ou utilisation des forces de Laplace.

Chapitre T4 – Introduction aux machines thermiques

Questions de cours :

• Pour une machine cyclique ditherme, énoncer les deux premiers principes et en déduire l’inégalité de Clausius. Justifier ainsi l’impossibilité de construire un moteur thermique monotherme.
• Pour le système au choix du khôlleur (moteur, pompe à chaleur, machine frigorifique), expliciter le sens des échanges thermiques, définir le rendement / efficacité et montrer sa borne supérieure (Carnot). Donner un ordre de grandeur du rendement / efficacité réel(le).
• Expliquer les étapes de fonctionnement d’une machine réceptrice, ses différents éléments constitutifs et leur rôle (compresseur, condenseur, détendeur, évaporateur).

Chapitre M6 – Mécanique du solide

Questions de cours :

• Définition d’un solide, et d’un système déformable. Conséquence sur la puissance des forces.
• Loi du moment cinétique pour un solide : notion de moment d’inertie et interprétation physique, loi du moment cinétique et application au cas du pendule pesant.
• Couple de forces : définition, valeur du couple. Liaison pivot : définition, cas de la liaison pivot idéale.
• Énergie cinétique et puissance d’une force pour un solide en rotation. Énoncé et démonstration du théorème de la puissance cinétique.

Contenu :

Exercices possibles sur des calculs de moments de force sur des solides, application de la loi du moment cinétique à des machines tournantes, applications sur des systèmes déformables.

Chapitre CTM6 – Diagrammes potentiel-pH

Questions de cours :

• Établir le diagramme potentiel-pH de l’eau.
• Déterminer la position de différentes espèces dans un diagramme potentiel-pH sur un exemple au choix du khôlleur.

Contenu :

Exercices sur les diagrammes potentiel-pH. Titrages possibles.

Chapitre T3 – Deuxième principe de la thermodynamique

Questions de cours :

• Expliquer succinctement l’origine physique de l’irréversibilité et le lien avec l’approche statistique. Donner l’expression de l’entropie statistique en expliquant la signification des termes.
• Énoncer le second principe en expliquant la signification de chaque terme.
• Définir une transformation réversible et énoncer les différentes causes d’irréversibilité. Donner un exemple en l’expliquant succinctement.

Chapitre T2 – Premier principe de la thermodynamique

Questions de cours :

• Enthalpie : définition, propriétés. Énoncé du premier principe avec cette fonction en précisant les conditions d’application.
• Capacité thermique à pression constante $C_p$ : définition, relation de Mayer et expression de la capacité thermique à volume et pression constante à l’aide du coefficient adiabatique $\gamma$.
• Énoncé de la loi de Laplace en variable $(P,V)$ (sans démonstration), conditions d’applications et passage à un autre jeu de variables au choix ($(P,T)$ ou $(T,V)$).
• Enthalpie de changement d’état : définition, signe. Application à un bilan d’enthalpie lorsque le système subit un échauffement ET un changement d’état.

Contenu :

• Principalement interroger sur cette partie : exercices d’application du 1er principe avec U ou H, pour un gaz parfait, une phase condensée, lors d’un changement d’état.

Chapitre M6 – Mécanique du solide

Questions de cours :

• Définition d’un solide, et d’un système déformable. Conséquence sur la puissance des forces.
• Loi du moment cinétique pour un solide : notion de moment d’inertie et interprétation physique, loi du moment cinétique et application au cas du pendule pesant.
• Couple de forces : définition, valeur du couple. Liaison pivot : définition, cas de la liaison pivot idéale.
• Énergie cinétique et puissance d’une force pour un solide en rotation. Énoncé et démonstration du théorème de la puissance cinétique.

Contenu :

Exercices possibles sur des calculs de moments de force sur des solides, application de la loi du moment cinétique à des machines tournantes.

Chapitre CTM6 – Diagrammes potentiel-pH

Questions de cours :

• Établir le diagramme potentiel-pH de l’eau.
• Déterminer la position de différentes espèces dans un diagramme potentiel-pH sur un exemple au choix du khôlleur.

Chapitre M5 – Loi du moment cinétique et mouvements dans un champ de force centrale conservatif

Questions de cours :

• Étudier le mouvement circulaire dans le cadre d’une interaction gravitationnelle : vitesse, période et énergie mécanique.
• Cas du satellite géostationnaire : conditions à respecter et démonstration de la hauteur d’un satellite géostationnaire autour de la Terre. Les données numériques doivent être connues.

Contenu :

• Exercices sur des points matériels (pas de solides !) faisant intervenir la loi du moment cinétique. Étude de planètes / satellites, mais d’autres cas sont possibles (interactions coulombiennes ou autres forces centrales).

Chapitre T2 – Premier principe de la thermodynamique

Questions de cours :

• Définir les éléments suivants : monobare, isobare, monotherme, isotherme, isochore, adiabatique, mécaniquement réversible (quasi-statique).
• Expression du travail des forces extérieures de pression et exemples (transformation monobare ; isotherme et mécaniquement réversible d’un gaz parfait).
• Énoncé complet du premier principe et application à une compression isotherme mécaniquement réversible d’un gaz parfait.
• Enthalpie : définition, propriétés. Énoncé du premier principe avec cette fonction en précisant les conditions d’application.
• Capacité thermique à pression constante $C_p$ : définition, relation de Mayer et expression de la capacité thermique à volume et pression constante à l’aide du coefficient adiabatique $\gamma$.
• Énoncé de la loi de Laplace en variable $(P,V)$ (sans démonstration), conditions d’applications et passage à un autre jeu de variables au choix ($(P,T)$ ou $(T,V)$).
• Enthalpie de changement d’état : définition, signe. Application à un bilan d’enthalpie lorsque le système subit un échauffement ET un changement d’état.

Contenu :

• Exercices proches du cours (application du 1er principe avec U ou H, pour un gaz parfait, une phase condensée ou lors d’un changement d’état).

Chapitre M6 – Mécanique du solide

Questions de cours :

• Définition d’un solide, et d’un système déformable. Conséquence sur la puissance des forces.
• Loi du moment cinétique pour un solide : notion de moment d’inertie et interprétation physique, loi du moment cinétique et application au cas du pendule pesant.
• Couple de forces : définition, valeur du couple. Liaison pivot : définition, cas de la liaison pivot idéale.
• Énergie cinétique et puissance d’une force pour un solide en rotation. Énoncé et démonstration du théorème de la puissance cinétique.

Chapitre T1 – Description microscopique et macroscopique d’un système à l’équilibre

Contenu :

• Exercices sur les gaz parfaits ou les équilibres liquide-vapeur. Rigueur sur les unités attendue !

Chapitre M5 – Loi du moment cinétique et mouvements dans un champ de force centrale conservatif

Questions de cours :

• Moment cinétique d’un point matériel : définition mathématique, sens physique, conséquences. Calcul dans le cas d’un mouvement circulaire.
• Moment de force : définition mathématique, sens physique, notion de bras de levier et moment scalaire.
• Loi du moment cinétique pour un point matériel : énoncé, cas de conservation du moment cinétique et application au pendule simple.
• Mouvement à champ de force centrale : propriété de la force, moment cinétique et justification que le mouvement est plan.
• Démontrer la loi des aires et l’interpréter sur l’exemple d’un mouvement elliptique.
• Dans le cas d’un champ de force newtonien d’énergie potentielle $E_{\rm p} = -\dfrac{K}{r}$, montrer l’expression de l’énergie potentielle effective et caractériser les différents types de mouvements dans le cas d’une interaction purement attractive.
• Étudier le mouvement circulaire dans le cadre d’une interaction gravitationnelle : vitesse, période et énergie mécanique.
• Cas du satellite géostationnaire : conditions à respecter et démonstration de la hauteur d’un satellite géostationnaire autour de la Terre. Les données numériques doivent être connues.

Contenu :

• Exercices sur des points matériels (pas de solides !) faisant intervenir la loi du moment cinétique. Étude de planètes / satellites, mais d’autres cas sont possibles (interactions coulombiennes ou autres forces centrales).

Chapitre T2 – Premier principe de la thermodynamique

Questions de cours :

• Définir les éléments suivants : monobare, isobare, monotherme, isotherme, isochore, adiabatique, mécaniquement réversible (quasi-statique).
• Expression du travail des forces extérieures de pression et exemples (transformation monobare ; isotherme et mécaniquement réversible d’un gaz parfait).
• Énoncé complet du premier principe et application à une compression isotherme mécaniquement réversible d’un gaz parfait.