Programme de la colle 5

PC-PC* 2023/2024 - Programmes de colle de physique –

Colle 5 – lundi 16 au vendredi 20 octobre 2023 

Diffusion de particules :  idem semaine 4.

Diffusion thermique.

Les démonstrations (équ de conservation, résistances thermiques) peuvent se faire en cartésiennes, cylindriques ou sphériques.

Les opérateurs div et laplacien ont été introduits.

On peut également faire intervenir la loi de Newton, mais en fin d’exercice.

 

Pour réviser les diffusions :

 

Diffusion de particules :

Définir le flux de particules, le vecteur densité de flux de particules ; donner leurs unités.

Démontrer l’équation de conservation des particules dans un cas unidimensionnel ( coordonnées cartésiennes, cylindriques ou sphériques).

Enoncer la loi de Fick ; justifier le signe - ; donner l’unité du coefficient de diffusion et des ordres de grandeur.

En déduire l’équation de la diffusion.

Dans le cas particulier du régime stationnaire sans production de particules, quelle est la grandeur conservée ?

Quelle relation existe en ordre de grandeur entre les échelles caractéristiques des variations temporelle et spatiale de la diffusion ?

A quelles grandeurs microscopiques est relié le coefficient de diffusion ?

 

Diffusion thermique :

Quels sont les modes de transfert thermique ?

Définir le flux thermique , donner son unité.

Définir le vecteur densité de flux thermique ; donner son unité.

Démontrer l’équation de conservation de l’énergie dans un cas unidimensionnel (coordonnées cartésiennes, cylindriques ou sphériques).

Enoncer la loi de Fourier ; justifier le signe - ; donner l’unité de la conductivité thermique et des ordres de grandeur pour cuivre, béton, eau, air.

En déduire l’équation de la diffusion thermique.

Qu’est ce que la diffusivité ? Quelle est son unité ?

Quelles sont les formes générales (opérateurs) de l’équation de conservation de l’énergie et de l’équation de la diffusion thermique.

Comment s’écrivent les opérateurs gradient, divergence, laplacien en cartésiennes ?

Dans le cas particulier du régime stationnaire sans production de particules, quelle est la grandeur conservée ?

Définir la résistance thermique ; démontrer sa forme pour un barreau rectiligne.

Analogies avec les circuits électriques en régime stationnaire : analogues de T, Φ, Rth.

 

Programme de la colle 4 et du DS n°2

PC-PC* 2023/2024 - Programmes de colle de physique –

 

Colle 4 – lundi 9 au vendredi 13 octobre 2023

Chapitre 5 : interférences à N ondes : il s’agit essentiellement de savoir redémontrer et utiliser l’équation fondamentale du réseau donnant la position des maximas principaux par transmission. Le minimum de déviation a été vu.

Thermodynamique de PCSI : premier et second principes appliqués aux machines (moteur réfrigérateur, pompe à chaleur), propriétés du gaz parfait.

Thermodynamique Chapitre 1 : Principes de la thermodynamique pour un système ouvert en régime stationnaire :

Exploitation de diagrammes LnP,h et T,s : la modélisation de la machine (ou d’une partie de machine) est donnée : les étudiants n’ont pas à savoir qu’un détendeur ou un échangeur n’ont pas de parties mobiles etc.

Thermodynamique Chapitre 2 : Diffusion de particules : cours et exercices  :  

Le bilan peut être demandé dans une configuration unidimensionnelle cartésienne, cylindrique ou sphérique. Les opérateurs div et laplacien ont été introduits , ils doivent être connus en cartésiennes.

Eviter les questions sur le modèle microscopique ( modèle de marche au hasard).

 

Programme du DS du 14 octobre :

Optique Chapitres 1 à 5.

Thermodynamique Chapitres 1 et 2.

Programme de la colle 3

PC-PC* 2022/2023 - Programmes de colle de physique –

 

Colle 3 – lundi 2 au vendredi 6 octobre 2023

 

Optique physique :

 

• Chapitre 4 : interféromètre de Michelson : cours et exercices.
• Chapitre 5 : interférences à N ondes : il s’agit essentiellement de savoir redémontrer et utiliser l’équation fondamentale du réseau donnant la position des maximas principaux par transmission. Le minimum de déviation a été vu.

 

Pour réviser le cours d’interférences à N ondes :

• Qu’est ce qu’un réseau plan ? Quelle grandeur le caractérise ?
• Démontrer la formule des réseaux plans par transmission, en incidence normale et en incidence quelconque ( réseau éclairé par une onde plane, observation à l’infini).
• Qu’est ce que l’ordre d’un spectre ?
• (*) Faire le diagramme de Fresnel de N ( N petit ! ) ondes, chacune étant déphasée de φ par rapport à la précédente , dans un cas quelconque, puis dans le cas ou l’amplitude résultante s’annule pour la première fois. Quelle est la valeur de φ dans ce dernier cas ?

Thermodynamique de PCSI : machines uniquement :  propriétés du gaz parfait,  premier et second principes appliqués aux machines (moteur ,réfrigérateur, pompe à chaleur).