Examen de Physique G´ en´ erale II
13 janvier 2012
Questionnaire ` a Choix Multiple Ce questionnaire compte pour 30% de la note.
Il n’y a qu’ une seule r´ eponse juste par question.
1. Les chaleurs sp´ecifiques `a volume et `a pression constantes d’un gaz sont diff´erentes parce que
A l’´echange de chaleur augmente l’´energie interne dans un processus `a volume constant et pas pour un processus `a pression constante
B l’´echange de chaleur augmente l’´energie interne dans un processus `a pression constante et pas pour un processus `a volume constant
C le syst`eme produit un travail m´ecanique `a pression constante mais pas `a volume constant
D le syst`eme produit plus de travail m´ecanique `a pression constante qu’`a volume constant
E aucune des r´eponses ci-dessus n’est exacte 2. La pression sur les parois d’un conteneur est due
A `a la force r´epulsive des mol´ecules
B `a une petite perte de vitesse des mol´ecules apr`es une collision sur la paroi
C au changement de quantit´e de mouvement des mol´ecules apr`es une collision sur la paroi
D aux collisions ´elastiques entre les mol´ecules E aux collisions in´elastiques entre les mol´ecules
3. La pression d’un gaz parfait est doubl´ee dans un processus isotherme. La racine carr´ee de la vitesse quadratique moyenne des mol´ecules
A ne change pas
B augmente d’un facteur √ 2 C diminue d’un facteur 1/√
2 D augmente d’un facteur 2 E diminue d’un facteur 1/2
4. Deux gaz parfaits monoatomiques sont en ´equilibre thermique l’un avec l’autre. Le gaz A est compos´e de mol´ecules de masse m alors que le gaz B est compos´e de mol´ecules de masse 4m. Le rapport des racines carr´ees des vitesses quadratiques moyennes des mol´ecules de ces deux gaz,p
hv2Ai/hvB2i, est :
A 1/4 B 1/2
C 1 D 2 E 4
5. Pour tout processus irr´eversible impliquant le syst`eme consid´er´e et son environne- ment,
A l’entropie du syst`eme ne change pas B l’entropie du syst`eme augmente
C l’entropie totale du syst`eme et de son environnement ne change pas D l’entropie totale du syst`eme et de son environnement augmente E aucune des proposition ci-dessus n’est exacte
6. Une machine thermique
A convertit la chaleur apport´ee en un travail ´equivalent B convertit du travail en une quantit´e de chaleur ´equivalente
C re¸coit de la chaleur, produit une certaine quantit´e de travail et rejette de la chaleur D utilise du travail fourni au syst`eme pour transf´erer de la chaleur d’un r´eservoir `a
basse temp´erature `a un r´eservoir `a haute temp´eature
E utilise du travail fourni au syst`eme pour transf´erer de la chaleur d’un r´eservoir `a haute temp´erature `a un r´eservoir `a basse temp´eature
7. Par une chaude journ´ee d’´et´e, une piscine rejette d’elle-mˆeme de l’´energie sous forme de chaleur dans l’air et g`ele. Ceci est en violation avec
A le principe z´ero de la Thermodynamique B le premier principe de la Thermodynamique C le deuxi`eme principe de la Thermodynamique D le principe de l’´equipartition de l’´energie E aucune des propositions ci-dessus n’est exacte.
8. Un inventeur pr´etend avoir une machine thermique qui a une efficacit´e de 40 % quand il travaille entre une source chaude de 150◦C et une source froide de 30◦C.
Cette machine viole
A le principe z´ero de la Thermodynamique B le premier principe de la Thermodynamique C le deuxi`eme principe de la Thermodynamique D le principe de l’´equipartition de l’´energie E aucune des propositions ci-dessus n’est exacte.
9. Consid´erez toutes les possibilit´es pour un gaz parfait d’ˆetre comprim´e de mani`ere isotherme et r´eversible. Le changement d’entropie du gaz
A est nul pour toutes ces possibilit´es B ne diminue pour aucune des possibilit´es C n’augmente pour aucune des possibilit´es D augmente pour toutes les possibilit´es E diminue pour toutes les possibilit´es
10. D’apr`es le deuxi`eme principe de la Thermodynamique
A l’´energie calorifique ne peut pas ˆetre transform´ee en totalit´e en travail m´ecanique B le travail m´ecanique ne peut pas ˆetre transform´e en totalit´e en ´energie calorifique C pour n’importe quel processus cyclique, on a δQ
T < 0
D la raison pour laquelle le rendement des moteurs thermiques est inf´erieur `a 100%
est qu’il existe des frottements et cela est in´evitable E toutes les r´eponses ci-dessus sont justes
11. Dans l’exp´erience mettant en ´evidence la pression osmotique, de part et d’autre de la paroi semi-perm´eable
A la pression est la mˆeme
B le potentiel chimique est le mˆeme
C l’entropie de la solution est ´egale `a celle du solvant pur D l’entropie du solut´e est ´egale `a celle du solvant pur E aucune des r´eponses ci-dessus n’est juste
12. Une onde m´ecanique se d´eplace sur une corde et son ´equation est y(x, t) = ym sin(kx+ωt). La vitesse de l’onde est
A 2πk/ω B ω/k C ωk D 2π/k E k/2π
13. Une interf´erence enti`erement destructive entre deux ondes sinuso¨ıdales de mˆeme fr´equence et de mˆeme amplitude se produit seulement si les deux ondes se propagent A dans des directions oppos´ees et sont en phase
B dans des directions oppos´ees et ont des phases diff´erentes de 180◦ C dans la mˆeme direction et sont en phase
D dans la mˆeme direction et ont des phases diff´erentes de 180◦ E dans la mˆeme direction et ont des phases diff´erentes de 90◦
14. Des ondes stationnaires sont form´ees par la superposition de deux ondes, l’une pro- gressive, l’autre r´etrograde, chacune ayant une fr´equence de 100 Hz. La distance du deuxi`eme noeud au cinqui`eme noeud est de 60 cm. La longueur d’onde de chacune des ondes initiales est :
A 50 cm B 40 cm C 30 cm D 20 cm E 15 cm
15. Pour que deux ondes acoustiques puissent former des battements audibles, il est essentiel que ces deux ondes aient
A la mˆeme amplitude B la mˆeme fr´equence
C le mˆeme nombre d’harmoniques D des amplitudes l´eg`erement diff´erentes E des fr´equences l´eg`erement diff´erentes
16. Si le niveau sonore est augment´e de 10 db, l’intensit´e de l’onde acoustique est aug- ment´ee de
A 2 B 5 C 10 D 20 E 100
17. Un “front d’onde” est une surface o`u A la phase de l’onde est constante B la fr´equence de l’onde est constante C la longueur de l’onde est constante D l’amplitude de l’onde est constante E la vitesse de l’onde est constante
18. Dans une exp´erience d’interf´erence par deux fentes minces, il est essentiel que les deux ondes
A aient exactement la mˆeme intensit´e B soient exactement parall`elles
C aient les mˆemes parcours D proviennent de la mˆeme source
E soient compos´ees d’une large bande de fr´equences
19. Le dessin ci-apr`es montre la r´efraction d’un rayon de lumi`ere de l’air `a une substance X. L’indice de r´efraction de cette substance est
air X
30o 40o A 0,74
B 1,15 C 1,29 D 1,35 E 1,47
20. Une lumi`ere monochromatique est incidente sur un certain dispositif. L’intensit´e re¸ue sur un ´ecran est donn´ee sur la figure ci-apr`es (θ est l’angle mesur´e depuis la normale au dispositif). Ce dispositif est :
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
−2
−3 −1 0 1 2 3
I/Io
(a/λ) sin θ
A une fente de largeur a (en unit´e de λ) B une fente de largeur 2a (en unit´e deλ)
C deux fentes minces s´epar´ees de a (en unit´e de λ) D deux fentes minces s´epar´ees de 2a (en unit´e deλ) E aucun des dispositifs pr´ec´edents.
