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CCINP · PSI · session 2025

Physique-chimie

corrigé question par question

  • Physique-chimie
  • 43 questions
  • Sujet entier, Q1 à Q41

Aperçu : Q1

Partie I : isolation thermique

Notations et définitions.

Les quatre parties du sujet sont indépendantes.

Les calculatrices sont interdites.

Les données et formules fournies en fin de sujet sont rappelées dans les blocs des parties qui s'en servent.

I.1 : étude d'une paroi plane

Notations et définitions.

On étudie une paroi plane d'épaisseur e0e_0 et de surface S0S_0.

Ses effets de bord selon yy et zz sont négligés : la température ne dépend que de xx (et du temps).

  • La face x=0x = 0 est à la température T1T_1, la face x=e0x = e_0 à la température T2T_2.
  • Le matériau a pour capacité thermique massique cc, pour masse volumique ρ\rho et pour conductivité thermique λ\lambda.

Q1.

Donnons la loi de Fourier, avec la notation et l'unité de chaque grandeur qui y intervient.

En un point d'un milieu de conductivité thermique λ\lambda, la loi de Fourier relie la densité de courant thermique au gradient de température :

j⃗th=−λ grad→ T.\vec{j}_{th} = -\lambda\,\overrightarrow{\mathrm{grad}}\,T.
  • j⃗th\vec{j}_{th} est le vecteur densité de courant thermique, en W⋅m−2\mathrm{W\cdot m^{-2}} : son flux à travers une surface orientée est la puissance thermique qui traverse cette surface ;
  • λ\lambda est la conductivité thermique, un scalaire positif, en W⋅m−1⋅K−1\mathrm{W\cdot m^{-1}\cdot K^{-1}} ;
  • TT est le champ scalaire de température, en K ; grad→ T\overrightarrow{\mathrm{grad}}\,T est un vecteur, en K⋅m−1\mathrm{K\cdot m^{-1}}.

Le signe moins traduit le fait que la chaleur va des zones chaudes vers les zones froides.

Ici, TT ne dépend que de xx (et de tt), donc j⃗th=j(x,t) e⃗x\vec{j}_{th} = j(x,t)\,\vec{e}_x avec j=−λ ∂T/∂xj = -\lambda\,\partial T/\partial x.

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Le sujet, question par question

  • Q1Loi de Fourier, équation de la chaleur et résistance thermique d'une paroiChapitre : Transfert thermique par conduction (PSI) Libre
  • Q2 à Q4Loi de Fourier, équation de la chaleur et résistance thermique d'une paroiChapitre : Transfert thermique par conduction (PSI)
  • Q5 et Q6Résistances thermiques en série d'un double vitrage et profil de températureChapitre : Transfert thermique par conduction (PSI)
  • Q7 à Q10Bilan thermique d'une pièce, résistances en parallèle et isolationChapitre : Transfert thermique par conduction (PSI)
  • Q11 à Q14Approximation acoustique et équation de d'Alembert pour la surpressionChapitre : Phénomènes de propagation non dispersifs, équation de d'Alembert (PSI), Fluides en écoulement (PSI), Interfaces entre deux milieux (PSI)
  • Q15 à Q18Ondes acoustiques planes incidente, réfléchie, transmise et impédanceChapitre : Interfaces entre deux milieux (PSI), Phénomènes de propagation non dispersifs, équation de d'Alembert (PSI)
  • Q19 à Q22Transmission du son à travers une cloison mobile, coefficients de réflexion et transmissionChapitre : Interfaces entre deux milieux (PSI)
  • Q23 et Q24Diagramme de Bode de la transmission et réflexion, filtrage des sonsChapitre : Filtrage linéaire (PCSI), Interfaces entre deux milieux (PSI)
  • Q25 à Q29Dosage complexométrique des ions calcium et magnésium par l'EDTAChapitre : Réactions acide-base (PCSI), Description et évolution d'un système vers un état final lors d'une transformation chimique (PCSI)
  • Q30Loi de Hess et van 't Hoff pour la dissolution du calcaireChapitre : Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques (PSI), Deuxième principe appliqué aux transformations physico-chimiques (PSI)
  • Q31Domaines de prédominance et réaction acide-base entre acide acétique et carbonatesChapitre : Réactions acide-base (PCSI)
  • Q32Relation de Bernoulli dans un injecteurChapitre : Bilans macroscopiques (PSI), Fluides en écoulement (PSI)
  • Q33 a) à Q33 c)Types de convertisseurs statiquesChapitre : Conversion électronique statique (PSI)
  • Q34 à Q37Interrupteurs, onduleur en pont et tension de sortieChapitre : Conversion électronique statique (PSI)
  • Q38 à Q41Courants dans l'onduleur, fondamental, commande et puissance de la sourceChapitre : Conversion électronique statique (PSI), Puissance électrique en régime sinusoïdal (PSI)

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