Programmes Physique-Chimie SpéBio2

mercredi 14 novembre 2018
par  Nicolas Sard

Un doute sur le programme officiel ? Les liens pour le consulter sont sur cette page !

« Programme définitif » permet d’obtenir le programme de la semaine en pdf.


Colles en « mode concours G2E »

Durant les semaines 1 à 4, un-e étudiant-e de chaque groupe passe en « mode concours G2E » :

  • 20 minutes pour préparer, sur table, une question de cours et un exercice (une partie porte sur la Physique et l’autre sur la Chimie)
  • 20 minutes pour leur présentation au tableau
  • Une autre question de cours, un autre exercice ou des questions supplémentaires sur l’exercice posé complètent ensuite l’interrogation.

Colles en « mode concours Agro »

Durant les semaines 5 à 22, un-e étudiant-e de chaque groupe passe en « mode concours Agro » :

  • 15 minutes (à peine) pour préparer, sur table, un sujet « argumentation et échange », en Physique ou en Chimie
  • 30 minutes environ pour la présentation et la discussion au tableau
  • Une question sur un autre sujet peut compléter l’interrogation.

Semaine n° 7 : du 12 au 16 novembre 2018

programme définitif

Mécanique
Potentiel d’un champ de forces - Oscillateurs (cours et exercices)

  • force et énergie potentielle : travail d’une force, force dérivant d’une énergie potentielle (gradient), exemples des forces newtoniennes et du rappel élastique
  • champ et potentiel : champs newtoniens et potentiels (électrostatique, gravitationnel), champ de pesanteur
  • énergie mécanique (rappels) : théorème de la variation d’énergie mécanique, système conservatif
  • oscillateur mécanique non amorti : pendule élastique (horizontal ou vertical, équation du mouvement, étude énergétique), pendule simple (équation différentielle, approximation harmonique)
  • régimes libres d’un oscillateur amorti : pseudo-périodique (équation du mouvement et étude de x(t), décrément logarithmique, bilan énergétique et facteur de qualité), apériodique critique, apériodique
  • oscillations mécaniques forcées : passage au régime forcé, utilisation de la méthode complexe pour déterminer la solution forcée, résonances en amplitude (condition d’existence) et en vitesse

Électrocinétique
Dipôles et circuits ; régime transitoire (R,C) (révisions de première année)

Oscillations électriques libres (cours)

  • bobine inductive : relation entre intensité et tension, énergie magnétique, associations de bobines
  • circuit (R,L) en régime transitoire : établissement ou rupture du courant, bilan énergétique
  • oscillations du circuit (L,C) : équation différentielle et résolution, étude énergétique, analogie électromécanique
  • oscillations du circuit (R,L,C) : équation différentielle, différents régimes libres, analogie électromécanique

Oscillations électriques forcées (cours)

  • le courant sinusoïdal : caractéristiques, lien entre amplitude et valeur efficace, passage au régime forcé
  • notation complexe : dérivée et primitive avec les grandeurs complexes, application des lois de Kirchhoff

Solutions aqueuses
Réactions de complexation (cours et exercices)

  • définition, nomenclature
  • complexe de stœchiométrie 1:1 : équilibre de complexation, constantes de formation et de dissociation, échelle de pKd pour un ligand donné, domaines de prédominance des espèces, calcul de concentrations à l’équilibre
  • complexes successifs : constantes successives, diagrammes de prédominance, concentrations à l’équilibre
  • équilibre global : complexes intermédiaires instables, constante globale βn et lien avec les constantes successives
  • stabilité des complexes : compétition entre ions pour un même ligand, compétition entre ligands pour un même ion (et effet chélate), effet du pH (propriétés acides des aquacomplexes et propriétés basiques des ligands)
  • titrages complexométriques : principe et exemples

Thermodynamique chimique
Grandeurs de réaction (cours)

  • définitions et propriétés : grandeur de réaction ΔrX et expression de dX, relation ΔrX = Σ νi Xmi , enthalpie de réaction, entropie de réaction, enthalpie libre de réaction, relation ΔrG = ΔrHT ΔrS
  • conditions standard : définition, état standard d’un constituant physico-chimique, état standard de référence d’un élément, réaction chimique standard, grandeurs standard de réaction

Semaine n° 8 : du 19 au 23 novembre 2018

programme définitif

Mécanique
Potentiel d’un champ de forces - Oscillateurs (cours et exercices)

  • force et énergie potentielle : travail d’une force, force dérivant d’une énergie potentielle (gradient), exemples des forces newtoniennes et du rappel élastique
  • champ et potentiel : champs newtoniens et potentiels (électrostatique, gravitationnel), champ de pesanteur
  • énergie mécanique (rappels) : théorème de la variation d’énergie mécanique, système conservatif
  • oscillateur mécanique non amorti : pendule élastique (horizontal ou vertical, équation du mouvement, étude énergétique), pendule simple (équation différentielle, approximation harmonique)
  • régimes libres d’un oscillateur amorti : pseudo-périodique (équation du mouvement et étude de x(t), décrément logarithmique, bilan énergétique et facteur de qualité), apériodique critique, apériodique
  • oscillations mécaniques forcées : passage au régime forcé, utilisation de la méthode complexe pour déterminer la solution forcée, résonances en amplitude (condition d’existence) et en vitesse

Électrocinétique
Dipôles et circuits ; régime transitoire (R,C) (révisions de première année)

Oscillations électriques libres (cours et exercices)

  • bobine inductive : relation entre intensité et tension, énergie magnétique, associations de bobines
  • circuit (R,L) en régime transitoire : établissement ou rupture du courant, bilan énergétique
  • oscillations du circuit (L,C) : équation différentielle et résolution, étude énergétique, analogie électromécanique
  • oscillations du circuit (R,L,C) : équation différentielle, différents régimes libres, analogie électromécanique

Oscillations électriques forcées (cours et applications directes)

  • le courant sinusoïdal : caractéristiques, lien entre amplitude et valeur efficace, passage au régime forcé
  • notation complexe : dérivée et primitive avec les grandeurs complexes, application des lois de Kirchhoff
  • impédance et admittance complexes : définitions, cas des dipôles R, L et C, lois d’associations
  • exemples de réponses fréquentielles : amplitudes et déphasages pour les circuits (R,C), (C,R) et (L,C,R)
    circuit (L,C,R) : uniquement étude de l’intensité (avec résonance)

Solutions aqueuses
Réactions de complexation (cours et exercices)

  • définition, nomenclature
  • complexe de stœchiométrie 1:1 : équilibre de complexation, constantes de formation et de dissociation, échelle de pKd pour un ligand donné, domaines de prédominance des espèces, calcul de concentrations à l’équilibre
  • complexes successifs : constantes successives, diagrammes de prédominance, concentrations à l’équilibre
  • équilibre global : complexes intermédiaires instables, constante globale βn et lien avec les constantes successives
  • stabilité des complexes : compétition entre ions pour un même ligand, compétition entre ligands pour un même ion (et effet chélate), effet du pH (propriétés acides des aquacomplexes et propriétés basiques des ligands)
  • titrages complexométriques : principe et exemples

Thermodynamique chimique
Grandeurs de réaction (cours)

  • définitions et propriétés : grandeur de réaction ΔrX et expression de dX, relation ΔrX = Σ νi Xmi , enthalpie de réaction, entropie de réaction, enthalpie libre de réaction, relation ΔrG = ΔrHT ΔrS
  • conditions standard : définition, état standard d’un constituant physico-chimique, état standard de référence d’un élément, réaction chimique standard, grandeurs standard de réaction, variations de ΔrG° avec la température et approximation d’Ellingham
  • grandeurs tabulées : loi de Hess, réaction standard de formation et grandeurs associées, calcul d’un ΔrG°
  • applications du premier principe : transformation en réacteur monotherme et monobare, transformation adiabatique en réacteur monobare (température de flamme)

Devoir surveillé le samedi 24 novembre

  • mécanique, électrocinétique
  • solutions aqueuses, thermodynamique chimique

Semaine n° 9 : du 26 au 30 novembre 2018

programme prévisionnel

Électrocinétique
Oscillations électriques libres (cours et exercices)

  • bobine inductive : relation entre intensité et tension, énergie magnétique, associations de bobines
  • circuit (R,L) en régime transitoire : établissement ou rupture du courant, bilan énergétique
  • oscillations du circuit (L,C) : équation différentielle et résolution, étude énergétique, analogie électromécanique
  • oscillations du circuit (R,L,C) : équation différentielle, différents régimes libres, analogie électromécanique

Oscillations électriques forcées (cours et exercices)

  • le courant sinusoïdal : caractéristiques, lien entre amplitude et valeur efficace, passage au régime forcé
  • notation complexe : dérivée et primitive avec les grandeurs complexes, application des lois de Kirchhoff
  • impédance et admittance complexes : définitions, cas des dipôles R, L et C, lois d’associations
  • exemples de réponses fréquentielles : amplitudes et déphasages pour les circuits (R,C), (C,R) et (L,C,R)

Filtres linéaires passifs (cours et applications directes)

  • principe et intérêt du filtrage, notion de superposition des signaux
  • quadripôles et filtres : principe d’étude, fonction de transfert (définition, gain linéaire et déphasage), caractéristiques des filtres (nature, fréquence(s) de coupure et bande passante)
  • exemples de filtres passifs : passe-bas, passe-haut, passe-bande, réjecteur, réponses du circuit (R,L,C)
    on évitera tout calcul « compliqué » !

Thermodynamique chimique
Grandeurs de réaction (cours et exercices)

  • définitions et propriétés : grandeur de réaction ΔrX et expression de dX, relation ΔrX = Σ νi Xmi , enthalpie de réaction, entropie de réaction, enthalpie libre de réaction, relation ΔrG = ΔrHT ΔrS
  • conditions standard : définition, état standard d’un constituant physico-chimique, état standard de référence d’un élément, réaction chimique standard, grandeurs standard de réaction, variations de ΔrG° avec la température et approximation d’Ellingham
  • grandeurs tabulées : loi de Hess, réaction standard de formation et grandeurs associées, calcul d’un ΔrG°
  • applications du premier principe : transformation en réacteur monotherme et monobare, transformation adiabatique en réacteur monobare (température de flamme)

Évolution et équilibre d’un système (cours)

  • conditions d’évolution et d’équilibre : expressions de dG avec la création d’entropie, notion d’affinité chimique, critère d’évolution A dξ > 0, situation à l’équilibre, lien avec les potentiels chimiques
  • constante d’équilibre thermodynamique : définition (à partir de ΔrG°), expressions de ΔrG et de A en fonction de Q et K°, relation de Guldberg et Waage (loi d’action des masses), relation entre constantes d’équilibre
  • évolution de G au cours de la transformation : représentation graphique, signification de ΔrG et ΔrG°
  • variation de K° avec la température : relation de Van’t Hoff, température d’inversion d’un équilibre

Semaine n° 10 : du 3 au 7 décembre 2018

programme prévisionnel

Électrocinétique
Oscillations électriques forcées (cours et exercices)

  • le courant sinusoïdal : caractéristiques, lien entre amplitude et valeur efficace, passage au régime forcé
  • notation complexe : dérivée et primitive avec les grandeurs complexes, application des lois de Kirchhoff
  • impédance et admittance complexes : définitions, cas des dipôles R, L et C, lois d’associations
  • exemples de réponses fréquentielles : amplitudes et déphasages pour les circuits (R,C), (C,R) et (L,C,R)

Filtres linéaires passifs (cours et exercices)

  • principe et intérêt du filtrage, notion de superposition des signaux
  • quadripôles et filtres : principe d’étude, fonction de transfert (définition, gain linéaire et déphasage), caractéristiques des filtres (nature, fréquence(s) de coupure et bande passante)
  • exemples de filtres passifs : passe-bas, passe-haut, passe-bande, réjecteur, réponses du circuit (R,L,C)
    on évitera tout calcul « compliqué » !

Thermodynamique
Conduction électrique (cours)

  • notions générales pour l’étude des phénomènes de transport : débit, flux, vecteur densité de courant
  • flux électrique : champ et potentiel électriques, principe et grandeurs caractéristiques de la conduction électrique
  • conduction électrique en géométrie axiale : loi d’Ohm locale, conductivité électrique, bilan local en régime stationnaire, loi d’Ohm intégrale et résistance électrique, associations de résistances

Thermodynamique chimique
Grandeurs de réaction (cours et exercices)

  • définitions et propriétés : grandeur de réaction ΔrX et expression de dX, relation ΔrX = Σ νi Xmi , enthalpie de réaction, entropie de réaction, enthalpie libre de réaction, relation ΔrG = ΔrHT ΔrS
  • conditions standard : définition, état standard d’un constituant physico-chimique, état standard de référence d’un élément, réaction chimique standard, grandeurs standard de réaction, variations de ΔrG° avec la température et approximation d’Ellingham
  • grandeurs tabulées : loi de Hess, réaction standard de formation et grandeurs associées, calcul d’un ΔrG°
  • applications du premier principe : transformation en réacteur monotherme et monobare, transformation adiabatique en réacteur monobare (température de flamme)

Évolution et équilibre d’un système (cours et exercices)

  • conditions d’évolution et d’équilibre : expressions de dG avec la création d’entropie, notion d’affinité chimique, critère d’évolution A dξ > 0, situation à l’équilibre, lien avec les potentiels chimiques
  • constante d’équilibre thermodynamique : définition (à partir de ΔrG°), expressions de ΔrG et de A en fonction de Q et K°, relation de Guldberg et Waage (loi d’action des masses), relation entre constantes d’équilibre
  • évolution de G au cours de la transformation : représentation graphique, signification de ΔrG et ΔrG°
  • variation de K° avec la température : relation de Van’t Hoff, température d’inversion d’un équilibre

Déplacement des équilibres (cours)

  • facteurs d’équilibre : variables intensives de contrainte et de composition, notion de facteur d’équilibre
  • variance : définition, « règle des phases » de Gibbs, exemples, équilibres simultanés ou successifs, système particularisé, notions de déplacement ou de rupture d’équilibre
  • lois de déplacement des équilibres : loi de modération, influence de la température, influence de la pression
    les ajouts de constituants ne sont pas au programme

A suivre…

  • Diffusion de particules, conduction thermique
  • Équilibres de précipitation

Arrêt provisoire des colles : reprise après les écrits !


Oraux blancs du 27 mai au 14 juin 2019

Chaque étudiant passe un oral selon le choix exprimé :

  • en Physique ou en Chimie
  • selon les modalités de la banque choisie

Voir le planning


Documents joints

PDF - 122.8 ko
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PDF - 121.2 ko
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Brèves

Compte Elève sur +PLUS

lundi 17 septembre

Tous les élèves de classe préparatoire possèdent maintenant un compte sur +PLUS
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