rapport ecrit tsi 2017 phch - concours-commun-inp.fr

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RAPPORTSURL’ÉPREUVEÉCRITE2017DEPHYSIQUE-CHIMIEDELAFILIÈRETSI

1/Présentationdel’épreuveL’épreuveétaitconstituéededeuxproblèmestotalementindépendants,eux-mêmesdécoupésenplusieurspartiesindépendantes.Lesujetoffraitainsidetrèsnombreuxpointsd’entréeauxcandidatsetl’évaluationportaitautantsurleprogrammedepremièreannéequesurceluidesecondeannée.Lepremierproblèmes’intéressaitàl’optimisationthermiqued’unepièce.Ilabordaitlespartiesthermodynamique,transfertd’énergieparconductionthermiqueainsiquelathermochimie.Le deuxième problème s’intéressait à trois équipements domestiques : le four à micro-ondes, un système dedésinfection de l’eau d’une piscine, ainsi qu’un filtre ADSL. Une rigueur mathématique était indispensable pouraborder la partie sur l’électromagnétisme. La partie chimie traitait de l’atomistique et de la chimie des solutionsaqueuses.Enfin,ladernièresous-partieabordaitlapartieélectroniqueduprogrammedeTSI.L’usagede lacalculatricen’étaitpasautorisédurantcetteépreuve,certainscalculsnumériquesétaientdonnésaudébutdechaquepartieafindefaciliterlecalculàlamain.Lesujetcomportaitquelquesanalysesdocumentaires,tantdanslapartiephysiquequelapartiechimie.Lacompétence«s’approprier»yestparticulièrementévaluée.Quelquesquestionsouvertesdetyperésolutiondeproblèmedemandaientunraisonnementplusdéveloppéoùlescompétences«réaliser»,«analyser»et«communiquer»étaientévaluées.Lalongueurdel’épreuveétaitadaptée.Bonnombredecandidatsonteuletempsd’aborderlaplupartdesquestionsetcertainsontréponduàtouteslesquestions.2/RemarquesgénéralesLescorrecteursontremarqué,cetteannée,uneffortdanslaprésentationdescopies.Malheureusement,quelquescopiessontencore(très)malprésentées(gribouillage,nappedeblanc,aucunrésultatencadré)cequiaétéd’autantplussanctionné.Dansuneréponse‘texte’,ilfautsoulignerlesmots-clésetnontoutelaréponse.Quelquescandidatsrépondentauxquestionsdefaçontotalementdésordonnée:cettestratégielesdessertpuisqu'ilsmontrentqu’ilscherchentlespointsfacilesetqu’ilsnemaîtrisentpasleprogrammedephysique-chimie.Demanièregénérale,ilestpréférablederespecterl’ordredesquestionsauseind’unemêmepartie,quitteàlaisserdelaplacesibesoin.Degrandesdisparitésontétéconstatéesdanslajustificationdesrésultats,enparticulierdeceuxquiétaientdonnésdans lesujet. Ilnesuffitpasderedonnerdeuxargumentsdutextepourobtenir lerésultatfourni.Denombreusescopiesprennentletempsd’unerédactionsoignée.L’honnêtetéscientifiqueaétérécompenséepourlescandidatsquijustifiaientcorrectementlesrésultats.Unbeleffortasouventétéfaitpourmenerjusqu’auboutlesapplicationsnumériques:nombreusessontlescopiesquiobtiennentlespoints.Parcontre,ilestregrettablequecertainscandidatsn’aillentpasjusqu’auboutetlaissentdes2/3oudes304/3…Ilestégalementutilederappelerqu’unrésultatnumériquesansunitéoudanslamauvaiseuniténerapporteaucunpoint.

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Lesrésultatsévidemmentnonhomogènes(T=x+T0,parexemple)doiventimpérativementêtreidentifiésetcritiqués.Les commentaires demandés sont souvent passés alors que les points sont souvent faciles à obtenir et qu’ilsconstituentunepreuvedereculparrapportàlarésolutionduproblème.Lesquestionsdechimiesontglobalementmieuxréussiesquelesannéesprécédenteslorsqu’ellessontabordées.

3/Remarquesspécifiques

Q1.LaloideFouriertridimensionnelleestvectorielle:onrappellequelegradientestunopérateurvectoriel.Elleestparfoisconfondueavecl’équationdediffusion.

Q2.Lewebernedoitpasintervenirici.

Q3.Trèsraresontétélescandidatsquiontrigoureusementétabli lebilanénergétiquepourjustifier l’uniformitéduflux.Lorsquelebilanestfaitrigoureusement,ilestgénéralementtrèsbienfait.

Q6.L’uniformitédeTendehorsduverreesttrèsfréquemmentoubliée.

Q7.L’expressiondeRthesttrèssouventconnue,certainsladémontrentmêmesicen’étaitpasattendu,d’autreslaretrouventparanalysedimensionnelle.

Q8.Ilestnécessairederappelerquel’unitéd’unerésistancethermiquen’estpasWmaisK.W-1.

Q12.Donnerlacompositiond’unatomeimpliquededonnerlenombredeprotons,neutronsetélectrons.DonnerlesvaleursnumériquesdeZ,AetNn’estpassatisfaisant.

Q15.Ilnefautpasconfondrelesgaznobles(ourares)etlegazparfait.

Q18etQ19.Lefonctionnementd’unepompeàchaleurestsouventbiendécrit,maislajustificationdusigne«-»pourl’efficacitéestparfoisomise.

Q20.C’estl’hypothèse«cycle»(etnonlerégimestationnaire)quipermetdejustifierqueDUetDSsontnulles.

Q22.Denombreuxcandidatsoublient«dt»dansl’analysedimensionnelle.

Q26.Ilestinquiétantdeconstaterquedenombreuxcandidatsnemaîtrisentpaslarelationénergie/puissance.

Q27.Detrèsrarescandidatsutilisentl’efficacité, laplupartdeceuxquitententuneréponseinsèrentdirectementletravaildanslebilanénergétiquedelaquestionQ23.

Q28.Sionmetdecôtélesformulescycliques,onrelèvemoinsd’erreurscetteannéesurlesformulesdeLewis.Ellesrestentcependanttroprarementjustifiées.Certainscandidatsprennentletempsdejustifierlenombrededoubletsliantsetnonliants,cequiesttrèsappréciableetvalorisé.

Q31.Denombreuxcandidatsignorentlelienentrel’enthalpiederéactionetlaproductiondechaleur.LaloideHessestgénéralementbienconnue.

Q34. Question généralement bien réussie par les candidats. Les démarches sont variées et intéressantes mais denombreuxcandidatssecontententdecomparerleprixaukilogrammedel’éthanoletdubois.

Q37etQ38.LeséquationsdeMaxwellsontconnuesetleformalismevectorielestsouventcorrectementutilisé.Celan’enestquepluspréjudiciableàceuxquiécriventdesvecteursdefaçonaléatoire.

Q45.L’élémentchlorenepeutpasêtrecaractériséparsoncaractèredésinfectant.Onrappellequec’est lenuméroatomiquequicaractériseunélémentchimique.

Q46.Ladéfinitiond’unoxydantesttrèsaléatoire.

Q50.Questionexceptionnellementabordée.

Q51. Le calcul des n.o. est rarement justifié. C’était particulièrement nécessaire pour l’ion ClO- . Lorsqu’elles sontprésentes,lesjustificationssontgénéralementplusrigoureusesquelesannéesprécédentes.

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Q54.Laréponseàcettequestionestrarementrigoureuse:lamentiondescouplesacide-baseestnécessaire.

Q56.Lareprésentationdesschémaséquivalentsàbassesethautesfréquencesestattendue.Lesrésistancesrestentdesrésistancesdanscesschémaséquivalents(certainslesremplacentpardesfilsdanstouslescas).

Q57.Unouinesuffitpasàobtenirlespointsici.

Q59.Pourbeaucoupdecandidats,ledomainedel’audibles’arrêteà10kHz.