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Annale · 2020★★★★DurSession du 23 juin 2020· 4 079 candidats

Physique-chimie I Centrale-Supélec PSI 2020 — sujet et rapport jury

Deux parties autour du procédé SEPT (stockage d'énergie par pompage thermique) : cycle thermodynamique (COP, théorème de Carnot) et cristallographie/stockage (CFC, résistances thermiques). Moyenne 8.89, σ=4.15, médiane 8.5.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2020 :

Physique-chimie IMaths IMaths IIPhysique-chimie II
Aperçu rapide

Difficulté

★★★★Dur

Moyenne

8.89/20

Top 25%

11.5

Présents

4 079

Top piège du sujet : Vocabulaire imprécis — confusions multiples

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.89

Médiane

8.5

Écart-type

4.15

Q1 (25%)

5.8

Q3 (75%)

11.5

Candidats présents

4 079

sur 4 258 inscrits · 4.2% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Stockage d'énergie par pompage thermique (procédé SEPT). Constitué de deux parties indépendantes, aborde quasi-exclusivement le programme de thermodynamique à l'exception de quelques questions de chimie. 44 questions, longueur raisonnable. Plusieurs questions de cours ou d'application directe permettent aux candidats rigoureux de valoriser leurs acquis.

Structure de l'épreuve

  1. Partie ICycle thermodynamique du procédé SEPTDifficile

    Q1 démonstration COP (5 points). Q7-Q8 : citer le premier principe en écoulement stationnaire. Q14 m=14400 kg avec 5 CS non valorisé. Q17 ab≥1 ne se prouve pas par a≥1 et b>0. Q26 effet Joule mentionné pour toute dissipation.

  2. Partie IICristallographie et stockageDifficile

    Q27 cristallographie souvent bien connue, structure cubique. Porosité et compacité confondues. Q35-Q36 confusions série/parallèle, dimensions des résistances thermiques. Q38 système n'est pas toujours bien défini. Q39-Q44 questions souvent bien traitées.

Analyse globale du jury

« Le sujet, composé de 44 questions, est de longueur raisonnable. Il comporte plusieurs questions de cours ou d'application directe, permettant aux candidats rigoureux de valoriser leurs acquis. Sur certaines copies par ailleurs relativement faibles, les questions de cours plutôt bien traitées ont conduit à un total de points sensiblement égal à celui de candidats ayant bien mieux compris le sujet (et traité plus de questions). Le sujet comporte un nombre non négligeable de questions faisant appel à une analyse qualitative du problème physique. Le jury a été cette année plus particulièrement frappé par les confusions ou le manque de justesse du vocabulaire employé. »

Top pièges sanctionnés

  • Vocabulaire imprécis — confusions multiples-2 pts

    « Le jury a été cette année plus particulièrement frappé par les confusions ou le manque de justesse du vocabulaire employé. On peut citer par exemple : variation au lieu d'écart ou différence ; réversible / renversable ; isentropique / isotherme ; réversible / adiabatique ; isentropique / adiabatique ; transformation / réaction ; travail / travail utile ; loi de Fick / loi de Fourier ; stockage de puissance… »

  • Système ouvert vs fermé — confusion (Q7-Q8)-2 pts

    « Les études thermodynamiques en système ouvert et en système fermé sont trop souvent confondues. Q7-Q8 : Beaucoup de candidats ne font pas la différence entre premier principe et premier principe en écoulement stationnaire, ou encore « aménagent » le premier principe en écoulement stationnaire de façon à faire apparaître les signes « − ». Pour la question 7, notée sur 5 points, 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. »

  • Application numérique aberrante (Q14)-1 pts

    « L'application numérique fréquente m = 14 400 kg n'a pas été valorisée (5 chiffres significatifs !). De même le volume des deux enceintes était clairement V_e et non 2V_e. »

  • ab ≥ 1 ne se déduit pas de a ≥ 1 et b > 0 (Q17)-2 pts

    « Question mal traitée, les démonstrations étant rarement rigoureuses. Par exemple, pour montrer que ab ≥ 1, il ne suffit pas de prouver que a ≥ 1 et b > 0 ! »

  • Effet Joule confondu avec toute dissipation (Q26)-1 pts

    « L'effet Joule est souvent mentionné pour désigner toute dissipation d'énergie sous forme thermique quelle qu'en soit l'origine. Certains candidats parlent de « fuite » d'argon pour justifier d'une baisse de rendement. »

  • Résistances thermiques série/parallèle confondues (Q35-Q36)-2 pts

    « 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 » ! Des cas limites aberrants auraient dû alerter les candidats sur un problème de démarche. »

Chapitres clés à maîtriser

Thermodynamique — cycles, COP, théorème de Carnot
Premier principe en écoulement stationnaire
Cristallographie — structure cubique, compacité, porosité
Diffusion thermique — résistances thermiques série/parallèle
Effet Joule et dissipation
Application numérique — chiffres significatifs

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2020 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.

FAQ

Questions fréquentes — 2020

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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