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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 3 mai 2022· 4 110 candidats

Physique-chimie I Centrale-Supélec PSI 2022 — sujet et rapport jury

Deux parties indépendantes : couche d'ozone (atomistique, modèle de Chapman, statique des fluides), houle et instabilité de Kelvin-Helmholtz (Reynolds, Bernoulli, TEC/TEM). Moyenne 9.24, σ=4.06, médiane 9.0. Sujet et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2022 :

Physique-chimie IMaths IMaths IIPhysique-chimie II
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.24/20

Top 25%

12.0

Présents

4 110

Top piège du sujet : Schéma de Lewis sans explication (Q5)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.24

Médiane

9.0

Écart-type

4.06

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

4 110

sur 4 353 inscrits · 5.6% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Deux parties indépendantes. (1) Couche d'ozone — étude succincte avec questionnement ouvert sur l'altitude de concentration maximale en ozone (chimie de la filière). (2) Mécanique des fluides — propagation d'ondes et formation de nuages prenant l'aspect de la houle, résultant d'une instabilité de Kelvin-Helmholtz.

Structure de l'épreuve

  1. Partie ICouche d'ozone et atmosphèreDifficile

    Programme chimie filière. Structure électronique, isotope, schéma de Lewis, polarité O₃. Q5 schéma de Lewis avec doublets liants/non liants. Q7 octet. Q10-Q11 Planck-Einstein. Q13 modèle de Chapman. Q15-Q16 statique des fluides (P exponentielle). Q18 transformation adiabatique de l'air.

  2. Partie IIHoule et instabilité de Kelvin-HelmholtzDifficile

    Mécanique des fluides. Q20 hypothèses stationnaire/incompressible/homogène. Q22 loi de Newton et cisaillement. Q23 Reynolds — confusions ν cinématique/dynamique, valeurs absurdes. Q24 Bernoulli. Q25 démonstration TEC/TEM. Q33-Q34 conditions limites. Q39 instabilité divergence.

Analyse globale du jury

« Les candidats sont nombreux à avoir abordé l'ensemble des parties et sous-parties proposées, le plus souvent en respectant la progression suggérée par l'énoncé. Aussi, les questions non guidées (≈20% du barème, s'appuyant sur des documents de natures diverses) n'ont pas toutes reçues la même attention. L'absence de maîtrise des définitions simples et des méthodes classiques (structure électronique, schéma de Lewis, cycle thermodynamique) rencontrées dans la partie I, totalisant près d'un tiers des points, s'est avérée dommageable. »

Top pièges sanctionnés

  • Schéma de Lewis sans explication (Q5)-2 pts

    « Le jury pénalise un schéma de Lewis fourni sans aucune explication. Des confusions sur les notions de doublets électroniques liants et non liants sont relevées. »

  • Pression P(z) avec masse volumique constante (Q15-Q16)-1 pts

    « Cette question est bien menée en général. Dans de rares cas, la masse volumique considérée comme constante, conduit à une évolution linéaire de la pression P(z) avec l'altitude. Il arrive aussi de lire une pression qui croît exponentiellement avec l'altitude. »

  • Reynolds aberrant non commenté (Q23)-2 pts

    « On note quelques confusions entre viscosité cinématique et dynamique et des oublis de conversion de la vitesse dans l'unité adéquate. Bien qu'en écoulement atmosphérique, certains s'étonnent d'obtenir une valeur numérique de l'ordre de 10⁹. »

  • Bernoulli appliqué entre points opposés à l'interface (Q30)-2 pts

    « Nombreux candidats utilisent la relation de Bernoulli entre deux points situés de part et d'autre de l'interface au lieu de raisonner sur deux lignes de courant de part et d'autre de cette même interface et possédant les mêmes caractéristiques à l'infini. »

  • TEC/TEM démonstration de cours négligée (Q25)-3 pts

    « La question constitue une démonstration de cours ; le jury attend une réponse des plus soignées. […] Le système fermé sur lequel le TEC ou le TEM est parfois mal défini, et rarement en accord avec les notations (Σ et Σ*). Les hypothèses de stationnarité, d'incompressibilité et d'homogénéité sont très mal exploitées. »

Chapitres clés à maîtriser

Atomistique — structure électronique, Lewis, VSEPR
Atmosphère et photochimie — modèle de Chapman, ozone
Statique des fluides — pression atmosphérique exponentielle
Mécanique des fluides — Reynolds, Bernoulli, TEC/TEM
Instabilité de Kelvin-Helmholtz — propagation d'ondes

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2022 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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Questions fréquentes — 2022

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