Annales sur Tension superficielle, capillarité, films de savon, énergétique

Énergétique

Au programme

L'énergétique en spé couvre les bilans énergétiques (système ouvert, système fermé), le premier principe industriel (régime stationnaire, écoulement), les rendements (Carnot, cycle thermodynamique), l'effet Joule et les transferts thermiques. Programme PSI et PT principalement, abordée en MP/PC dans les sujets de machines thermiques.

Pourquoi c'est testé

18 sujets de concours dans notre base touchent à l'énergétique, entre 2014 et 2024, chez CCINP, Centrale-Supélec et Mines-Ponts. Pièges récurrents :

• Confusion système ouvert / système fermé dans le premier principe (jury Centrale-Supélec PSI 2020 : « Les études thermodynamiques en système ouvert et en système fermé sont trop souvent confondues. […] il fallait : citer le premier principe en écoulement stationnaire (“premier principe” ne suffit pas) ; préciser que les variations d'énergies potentielle et cinétique sont négligées ; préciser que la transformation est adiabatique »)
• Effet Joule confondu avec toute dissipation thermique (jury Centrale-Supélec PSI 2020 : « L'effet Joule est souvent mentionné pour désigner toute dissipation d'énergie sous forme thermique quelle qu'en soit l'origine »)
• Résistances thermiques série/parallèle confondues (jury Centrale-Supélec PSI 2020 : « De fréquentes confusions entre expressions série et parallèle, des problèmes de dimension dans les résistances thermiques du solide et du gaz. On ne peut pas sommer les conductivités ou leurs inverses “d'après le cours d'électricité” ! »)

Comment réviser

Trois axes :

1. Distinguer rigoureusement premier principe en système fermé et premier principe industriel — chaque hypothèse (stationnarité, adiabatique, ΔEp/ΔEc négligées) explicitement citée. 2. Résistances thermiques : règle d'association série (somme) vs parallèle (somme des inverses), analogie électrique appliquée correctement. 3. Travailler les sujets : Physique-Chimie 1 Centrale-Supélec PSI 2020, sujets S2I CCINP MP sur conversion énergétique.