Programme des colles de Physique Chimie BCPST 2 année

Programme des colles de Physique Chimie
BCPST 2ème année
Semaines du 5 au 16 décembre 2016
Physique : Thermodynamique
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Premier principe ; application au modèle du gaz parfait
 Travail des forces pressantes.
 Energie interne U d’un gaz parfait (1ère loi de Joule), d’un gaz réel, d’une phase condensée.
 Détente de Joule – Gay – Lussac.
 Enthalpie H d’un gaz parfait (2ème loi de Joule) d’un gaz parfait, d’une phase condensée.
 Capacités thermiques dans le cas du gaz parfait (relation de Mayer) et d’une phase condensée.
 Transformation adiabatique réversible d’un gaz parfait à γ = cte : loi de Laplace (expressions,
démonstration et conditions d’applications).
o Capacités exigibles associées :
- Etablir un bilan de forces exercées sur la paroi d’un piston mobile et interpréter la condition
d’équilibre mécanique.
- Calculer le travail par découpage en travaux élémentaires et sommation sur un chemin
donné : monobare, isobare, isotherme d’un gaz parfait.
- Interpréter géométriquement le travail des forces de pression dans un diagramme de
Clapeyron.
- Déterminer un transfert thermique à partir de la variation de la fonction d’état la plus adaptée.
- Applications du premier principe : calorimétrie et bilans énergétiques.
- Démontrer et utiliser la loi de Laplace.

Second principe
 Identités thermodynamiques sur les fonctions U et H.
- Etablir l’expression d’une variation d’entropie dans le système de coordonnées le plus adapté.
- Démontrer et utiliser la loi de Laplace.
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Révisions associées de BCPST1 :
Notions
Capacités exigibles
Second principe de la thermodynamique en
système fermé
Entropie ; entropie massique et entropie
molaire.
Second principe en système fermé ; entropie
d’échange ; entropie créée : ΔS = Séch + Scréée
Identité thermodynamique.
Entropie molaire et massique d’une phase
condensée.
Interpréter qualitativement l’entropie.
Relier la création d’entropie au caractère
réversible ou irréversible de la transformation.
Relier l’entropie à la température pour une
phase condensée.
Exprimer et calculer une entropie d’échange
et une entropie de création pour une
transformation simple.
Notions
Capacités exigibles
Machines thermiques
Machines dithermes réversibles et irréversibles.
Donner le sens des échanges énergétiques
pour un moteur ou un récepteur thermique
ditherme.
Moteur thermique, rendement, théorème de Définir un rendement ou une efficacité et la
Carnot.
relier aux énergies échangées au cours d’un
Principe d’une pompe à chaleur et d’un cycle.
appareil frigorifique. Efficacité.
Justifier et utiliser le théorème de Carnot.
Citer quelques ordres de grandeur es
rendements des machines thermiques réelles
actuelles.
Relier les concepts aux dispositifs d’usage
courant.
Chimie : Solutions Aqueuses
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Equilibres d’oxydoréduction : lecture de diagramme E - pH
 Identifier les zones d’un diagramme potentiel-pH.
 Justifier à l’aide de la formule de Nernst la pente d’un segment de droite dans un diagramme
potentiel-pH.
 Retrouver la valeur d’une constante thermodynamique d’équilibre ou d’un potentiel standard à
l’aide du diagramme potentiel-pH.
 Repérer une situation de dismutation dans un diagramme.
 Identifier les espèces thermodynamiquement stables dans l’eau.
 Prédire les réactions thermodynamiquement favorisées par superposition de diagrammes
potentiel-pH.
 Savoir justifier un protocole expérimental à l’aide d’un diagramme fourni.