Programme de la colle 6

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

Colle 6 –jeudi 9 novembre 2023

 Diffusion thermique : cours et exercices. Réserver la conducto-convection (loi de Newton ) en fin d’exercices. Privilégier les géométries cylindrique et sphérique.

Exercices de mécanique du point en référentiel galiléen : révisions de PCSI : donner uniquement un de ces quatre exercices : oscillateur harmonique ( éventuellement amorti par frottement fluide ), satellite ( 3eme loi de Kepler), pendule simple, accélération par un champ électrostatique.

 

 

 

Galaxies : observation par Hubble et le JWST

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-telescopes-james-webb-hubble-nous-emerveillent-cette-galaxie-spirale-barree-108284/

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.