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Annale · 2018★★★Niveau moyenSession du 3 mai 2018· 3 493 candidats

Physique-chimie II Centrale-Supélec PSI 2018 — sujet et rapport jury

Trois parties indépendantes autour du dioxygène : ressources et production, conditionnement d'air en cabine d'avion, mesure de la fraction molaire (analyseur électrochimique + sonde paramagnétique). Moyenne 10.28, σ=3.56, médiane 10.0.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2018 :

Physique-chimie IIMaths IMaths IIPhysique-chimie I
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

10.28/20

Top 25%

12.6

Présents

3 493

Top piège du sujet : Abréviations PFS, PFD, LDN, BAME interdites

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

10.28

Médiane

10.0

Écart-type

3.56

Q1 (25%)

7.8

Q3 (75%)

12.6

Candidats présents

3 493

sur 3 769 inscrits · 7.3% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Sujet articulé autour du dioxygène, en trois parties indépendantes : (1) ressources et production du dioxygène (physico-chimie) ; (2) conditionnement d'air dans la cabine d'un avion ; (3) mesure de la fraction molaire de dioxygène dans un mélange gazeux par deux dispositifs (analyseur électrochimique + sonde paramagnétique). Diverses compétences : schématisation, algébrisation, application numérique, esprit critique.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IL'oxygène : ressources, productionDifficile

    Q3 stœchiométrie des oxydes le plus souvent fantaisiste. Q5 réflexion sur chiffres significatifs. Q6 commentaires confus/absurdes. Q10 comparaison constante d'équilibre vs quotient = méthode quantitative.

  2. Partie IIPressurisation cabine avionDifficile

    Q13 prise en compte baisse température avec altitude — gradient −6.5°C/km ≠ −279.5 K/km. Q16 emploi loi de Laplace doit être justifié.

  3. Partie IIIAnalyseurs d'oxygène(Q21-Q46)Difficile

    Q21 peu de demi-équations correctes (couples redox mal identifiés : O₂⁻ ≠ O²⁻). Q22 très peu de formules de Nernst correctement écrites. Q35 « y dépend de x » ≠ « y proportionnel à x ». Q38 caractéristique d'un dipôle.

Analyse globale du jury

« Toutes les questions du sujet, de longueur raisonnable, ont été abordées par les candidats. La très grande majorité des candidats rencontre des difficultés à récupérer la plupart des points associés aux questions simples. Les raisons principales sont les suivantes : rédaction confuse, incomplète voire inexistante ; un nombre important de candidats ne maîtrise pas des notions de cours de base ; la manipulation des champs vectoriels est de plus en plus problématique ; l'absence de contrôle des résultats et la non utilisation du sens critique. Les applications numériques constituaient plus de 20% du barème. Une température de −6×10⁴ K, une pression partielle en dioxygène de plus de 1 bar à 11 km d'altitude ou une pression p=75292,33 Pa devraient alerter les candidats. »

Top pièges sanctionnés

  • Abréviations PFS, PFD, LDN, BAME interdites-1 pts

    « Les abréviations (PFS, PFD, LDN, BAME, PFSF, RFSF...) qui doivent être bannies des copies. »

  • Réponses débutant par « Oui... », « Non... » ou « Car... »-1 pts

    « Les réponses qui débutent par « Oui... », « Non... » ou « Car... ». »

  • Vecteur vs scalaire — grad(p) = ρg⃗-2 pts

    « Les candidats, après deux années de classes préparatoires, doivent faire la distinction entre un vecteur et un scalaire. Le jury a lu trop d'égalités entre un scalaire et un vecteur, de projection de grad(p) = ρg⃗ en grad(p) = −ρg ou des grad(H²) > 0. »

  • Stœchiométrie d'oxydes fantaisiste (Q3)-2 pts

    « La stœchiométrie des oxydes est le plus souvent fantaisiste. Le lien avec des nombres d'oxydation d'éléments communs vus en cours (Fe²⁺, Fe³⁺...) n'est pas fait. »

  • Gradient de température conversion °C/K (Q13)-2 pts

    « La prise en compte de la baisse de la température avec l'altitude ne consiste pas à utiliser une température variable dans l'expression du champ de pression isotherme trouvé en question 4. De plus, un gradient de température de −6,5 °C·km⁻¹ n'est pas égal à −279,5 K·km⁻¹ ! »

  • Loi de Laplace — conditions d'application (Q16)-1 pts

    « L'emploi de la loi de Laplace doit être justifiée en précisant ses conditions d'application. »

  • Formule de Nernst — différente cathode/anode (Q22)-2 pts

    « Très peu de formules de Nernst correctement écrites : oubli du nombre d'électrons mis en jeu, confusion entre l'oxydant et le réducteur, formules différentes à l'anode et à la cathode alors que les couples mis en jeu sont les mêmes. »

  • « y dépend de x » ≠ « y proportionnel à x » (Q35)-1 pts

    « « y dépend de x » n'est pas équivalent à « y est proportionnel à x ». Par conséquent, seuls les candidats qui ont justifié rigoureusement la proportionnalité entre le courant et la concentration en dioxygène ont obtenu les points. »

Chapitres clés à maîtriser

Chimie — stoechiométrie des oxydes, nombres d'oxydation
Thermochimie — constante d'équilibre, température de flamme
Statique des fluides — gradient de pression atmosphérique
Loi de Laplace — conditions d'application
Électrochimie — formule de Nernst, potentiels redox
Magnétisme — susceptibilité diamagnétique/paramagnétique
ALI montage intégrateur — conditions de continuité

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2018 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2018

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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