Programme de colle - Semaine 23 Lundi 29 - Vendredi 2 avril
Questions et démonstration de cours
Descriptions microscopique et macroscopique d’un système thermodynamique
• Connaître l’ordre de grandeur du nombre d’Avogadro ;
• libre parcours moyen ;
• vitesse quadratique moyenne ;
• température cinétique d’un gaz parfait ;
• savoir établir l’expression de la pression cinétique d’un gaz parfait monoatomique ;
• définitions de système thermodynamique ; systèmes ouvert, fermé, isolé ;
• définitions de paramètre d’état ; paramètres intensifs et extensifs ;
• définition d’état d’équilibre thermodynamique interne, d’équilibre thermodynamique avec le milieu exté- rieur ;
• modèle et équation d’état du gaz parfait ; modèle et équation d’état de la phase condensée idéale ;
• définitions de l’énergie interne et de la capacité thermique à volume constant ; expression dans le cas d’un gaz parfait monoatomique ; première loi de Joule ; équivalent pour une phase condensée idéale ;
• ordre de grandeur des capacités thermiques molaires des gaz parfaits, des métaux ; valeur de la capacité thermique massique de l’eau ;
• savoir calculer la variation d’énergie interne d’un gaz parfait, d’une phase condensée ;
• intérêt d’un diagramme d’Amagat ;
• savoir présenter le modèle de Van der Waals ;
• Savoir présenter et commenter le diagramme (P,T) d’un corps pur ;
• Savoir présenter et commenter le diagramme de Clapeyron d’un corps pur dans le cas du changement de phase liquide-vapeur ;
• Définition de pression de vapeur saturante ;
• Théorème des moments dans le diagramme (P,v).
Premier principe
• Travail des forces de pression : définitions, calculs dans les cas d’un transformation isochore, monobare, isobare, isotherme d’un GP, polytropique ;
• Interprétation géométrique dans le diagramme de Watt ;
• Savoir citer les différents type de transferts thermiques ;
• Énoncer du principe 0 de la thermodynamique ;
• Énoncer du premier principe ; conventions utilisées ; distinction entre le membre de gauche (variation de fonctions d’état) et le membre de droite (travaux échangés) ;
• détente de Joule-Gay-Lussac
• Définition de l’enthalpie d’un système.
Cristallographie1
• Modèle du cristal, motif, réseau, noeud, maille, maille élémentaire ;
• modèle des sphère rigides ; empilements compacts ;
• outils : population, coordinence, volume, paramètre de maille, compacité, masse volumique ;
• mailles au programme : cubique simple, cubique centrée, cubique faces centrées, hexagonal compact ;
• sites interstitiels de la maille cfc : sites octaédriques, sites tétraédriques, position, population, coordinence, habitabilité ;
• modèle du cristal ionique : modèle des sphères rigides de taille différente, électroneutralité, contact ou non entre ions ;
• variété allotropique, variabilité du rayon atomique.
Applications et exercices
Descriptions microscopique et macroscopique d’un système thermodynamique
1. commenter rapidement en visio
MPSI-A Colles 2020-2021
• Exercices utilisant l’équation d’état des gaz parfaits ou d’autres équations d’état fournies ;
• exercices de passage entre vitesse quadratique moyenne et température cinétique ;
• exercices type pression cinétique ;
• calculs de variation d’énergie interne.
• Exercices de lecture de diagramme (P,T) ou (P,v)
Premier principe de la thermodynamique
• Calculs de travaux de forces de pression ;
• Bilans d’énergie (sans changement de phase).
Cristallographie2
• Calculs de travaux de forces de pression ;
• Bilans d’énergie (sans changement de phase).
2. TD vu à distance en autocorrection
2/2 25 mars 2021
