Fiche de révision : concours blanc n 2 du 12 octobre

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1 Fiche de révision : concours blanc n 2 du 12 octobre I) Introduction : Bonjour à tous! Le prochain CB ressemblera davantage à un type concours : il aura 14 questions de physique et 5 de biophysique. Il sera relativement dense, pensez donc à faire en premier les QCM qui vous paraissent les plus faciles, ne perdez pas trop de temps : 20 minutes de biophy et 1 h de physique. Nous n avons pas voulu faire trop de redondance, donc il y aura majoritairement des notions qui n auront pas été vues au premier CB : - 1 QCM de Thermo 1 (statistique) - 4 QCM de Thermo 2/3 (dont des calculs d échanges de chaleur et calorimétrie) - 6 QCM de thermo 4 (diffusion et marche aléatoire) -3 QCM de thermo 5 (qui sont plutôt basiques, pour ne pas vous surcharger de travail!) En thermo 5, je ne demande pas la totalité des notions pour ce CB! Les QCM de Thermo 4 et 5 seront d une difficulté modérée, car vous n avez pas encore eu vos ED. Bon courage encore, Adrien

2 II) Conseils généraux : N oubliez pas votre calculatrice et vos documents. TOUS les documents sont autorisés : fiches, diapos imprimés, tut, Mais Les tablettes et téléphones ne le sont pas! Travaillez seuls, sinon ça risque de vous faire drôle au concours. Soyez prudents avec les unités et les conversions. Cochez au fur et à mesure les cases sur la grille! Bien remplir sa grille! Numéro de tutorat et pas numéro d étudiant.

3 III) Thermodynamique 1 : introduction statistique L importance des outils statistiques pour traiter la Calculer la probabilité d évènements Confondre combinaisons et thermodynamique. équiprobables. arrangements Les définitions et propriétés «basiques» des probabilités. La définition de variable aléatoire, espérance et variance (et écart-type) Ce que représentent les fonctions de densité de probabilité et de répartition. En quoi consiste la loi des grands nombres. Les lois de probabilités discrètes : loi binomiale, loi de Poisson, Les lois de probabilités continues : loi normale, loi exponentielle, loi continue uniforme, L utilité du théorème central limite. L incertitude de mesure, l intervalle à 95%. Déterminer un nombre de combinaison ou d arrangements. Choisir les bornes d intégrations pour la fonction densité de probabilité. Déterminer la moyenne et la variance de variables obéissant à différentes lois de probabilité. Choisir la loi de probabilité la mieux adaptée à la situation Utiliser la calculatrice pour la loi binomiale ou de Poisson Repérer les conditions d approximation de la loi binomiale par la loi de Poisson 1) Utiliser la loi Normale : Déterminer l expression de l intégrale liée à la probabilité à déterminer. 2) Utiliser la loi Normale : Déterminer une variable centrée réduite, ainsi que le changement de borne d intégrale correspondant. 3) Lire la table de la loi normale pour déterminer la fonction de répartition. Déterminer une incertitude sur un produit et sur une somme Confondre densité de probabilité et fonction de répartition Oublier le changement de variable de X par U pour la loi normale réduite Confondre U et f(u) dans la table normale

4 IV) Thermodynamique 2 : Système à grand nombre de particules La notion d état thermodynamique (macroscopique et microscopique) Déterminer l énergie interne ou la variation d énergie interne d un gaz ou solide La notion d énergie interne U d un système. Calculer une force pressante en intégrant la formule sur une surface Négliger ce chapitre parce qu il est court et «simple». Il sert de base pour la suite! La pression et les forces pressantes Les constantes R et Exploiter des équations d état pour déterminer une des variables Utiliser ses notions de statistiques pour résoudre un problème de thermodynamique La conversion de C en Kelvin Les définitions de variables intensives, extensives. La notion d équation d état Le gaz parfait : pression cinétique, énergie interne, équation d état

5 V) Thermodynamique 3 : Echanges d énergie et premier principe La définition de transformation, quasistatique, Déterminer le type de transformation, la Croire que la chaleur est une réversible, qualifier. température (alors que c est une Le vocabulaire qui qualifie les transformations : isotherme, isobare, isochore, La définition du travail élémentaire Par cœur l énoncé du premier principe Calculer le travail pour des systèmes mécaniques, électriques micro/macroscopique. Prendre en compte le type de transformation pour calculer travail, chaleur. Utiliser le premier principe de la thermodynamique pour résoudre des problèmes. énergie) Se tromper sur les conventions de signe d énergie : E>0 quand elle rentre, E<0 quand elle sort Ignorer les conditions particulières de chaque transformation Croire qu une transformation adiabatique = isotherme Les modes de déplacement de la chaleur (convection, conduction, radiation), leur particularité L adjectif adiabatique La loi de Stephan pour une radiation La loi de Fourier pour une conduction (diffusion thermique) La définition de l enthalpie Le fonctionnement d un calorimètre, la définition de sa valeur en eau Appliquer la loi de Fourier a des surfaces planes constituées d un ou plusieurs matériaux. Résoudre des problèmes de calorimétrie avec la relation : Déterminer la chaleur d une réaction à l aide de la calorimétrie Déterminer la valeur en eau d un calorimètre Oublier le travail des forces non pressantes (lorsqu il y en a) Oublier de convertir en Kelvin les températures lors de calcul de chaleur

6 VI) Thermodynamique 4 : Marche aléatoire et diffusion de la matière Un bilan de matière. Le caractère aléatoire du mouvement brownien, son intérêt en biologie. La modélisation des mouvements aléatoires par une marche aléatoire. La densité de probabilité gaussienne de la position d une particule brownienne en fonction du temps à : 1, 2 ou 3 dimensions. Le comportement d une marche aléatoire : elle virevolte autour d une position moyenne qui est l origine. La loi de conservation de la matière. La loi de Fick et la constante de diffusion D (unité?). La définition de la densité de courant. Résoudre l équation de diffusion dans des cas simples. Exploiter des solutions d équation de diffusion. Déterminer un flux de particules à travers une surface. Utiliser la loi de Fick pour des problèmes de diffusion divers et variés. Prévoir le comportement macroscopique d un système simple Être prudent lors de la généralisation de la densité de pb à plusieurs dimensions. Utiliser une solution quelconque de l équation de diffusion non adaptée au problème. Les erreurs d unités fréquentes pour les concentrations de matière! La façon d établir l équation de diffusion. L irréversibilité de la diffusion

7 VII) Thermodynamique 5 : Second principe et irréversibilité La différence entre un macro-état et un microétat. Déterminer le nombre de micro-états Confondre micro-état et macro-état. possibles d un système Parfaitement le postulat de la physique statistique et ses variations. Déterminer l entropie via sa définition statistique. Croire que les micro-états ne peuvent pas être de même énergie. La définition statistique de l entropie. Déterminer la variation d entropie au cours Attention : Plusieurs micro-états d une transformation. peuvent correspondre à 1 même macro état! Qualitativement ce que représente l entropie Prévoir les échanges de chaleur avec un ou Ne pas confondre la d un système. plusieurs thermostats (sources de chaleur). positivité/négativité de l entropie et sa croissance/décroissance Parfaitement l énoncé du second principe Utiliser la relation quand T n est pas constant. La formule de Boltzmann et l application à l aimantation. Ne pas distinguer les transformations irréversibles des transformations réversibles. L expression très importante : (système réversible uniquement) La notion de source de chaleur ou thermostat (température constante!)