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Annale · 2019★★★Niveau moyenSession du 2 mai 2019· 3 829 candidats

Physique-chimie II Centrale-Supélec PSI 2019 — sujet et rapport jury

Six parties autour du film Seul sur Mars (Ridley Scott) : Mars, tempête, panneaux solaires, sauvetage Hermès, fabrication d'eau, cinétique michaélienne. Moyenne 9.79, σ=3.55, médiane 9.2.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2019 :

Physique-chimie IIMaths IMaths IIPhysique-chimie I
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.79/20

Top 25%

12.1

Présents

3 829

Top piège du sujet : Représenter les orbites — Q1 (10% réussite)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.79

Médiane

9.2

Écart-type

3.55

Q1 (25%)

6.9

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

3 829

sur 4 030 inscrits · 5.0% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Réflexion sur le réalisme scientifique du film Seul sur Mars (Ridley Scott, 2015). Six parties indépendantes : (1) Mars — force centrale newtonienne ; (2) tempête — basculement ; (3) panneaux solaires — diffusion thermique ; (4) sauvetage Hermès — quantité de mouvement, orbite ; (5) fabrication d'eau — équilibre, flamme ; (6) cinétique michaélienne. Plus de 70% des points en cours ou application directe.

Structure de l'épreuve

  1. Partie ILa planète MarsDifficile

    Q1 taux de réussite très faible (10%) car deux tiers des candidats ne représentent pas les orbites de Mars et de la Terre.

  2. Partie IITempête sur MarsDifficile

    Q5 masse volumique martienne. Q11 question discriminante : intégralité aux candidats avec schéma + moments algébriques + axe de rotation orienté + condition de basculement.

  3. Partie IIIPanneaux solairesDifficile

    Q12 « On applique le premier principe au cycle » incorrect. Confusion U / ΔU sanctionnée. Q13 expression P=-2πrλL(dT/dr). Q15 surface en (Mark Watney)² accepté.

  4. Partie IVSauvetage HermèsDifficile

    Q16-Q20 nécessitent représentation orbites et positions Mars/Terre. Q22-Q23 questions non guidées. Référentiel d'étude absent. Commentaire quantitatif final attendu.

  5. Partie VFabrication d'eauDifficile

    Q27 masse molaire iridium absente. Q29 mauvaise lecture (« K° diminue »). Q30 confusion combustion hydrogène / réaction étudiée.

  6. Partie VICultiver pommes de terre(Q35-Q36)Niveau attendu

    Q35 bilan de quantité de matière entre deux instants infiniment proches — pas cinétique d'ordre 0. Q36 analyse qualitative simple.

Analyse globale du jury

« Toutes les parties du problème ont été abordées dans les meilleures copies même si le sujet était certainement un peu long pour être traité en intégralité. Certaines parties nécessitaient une durée d'appropriation indispensable à la mise en place du raisonnement. Le barème en a tenu compte afin de valoriser les candidats qui ont compris les objectifs. La majorité des candidats rencontre des difficultés à récupérer les points associés aux questions simples. »

Top pièges sanctionnés

  • Représenter les orbites — Q1 (10% réussite)-2 pts

    « Q1. Taux de réussite très faible (10%) car deux tiers des candidats ne représentent pas les orbites de Mars et de la Terre. »

  • Résultats numériques absurdes non commentés-2 pts

    « Les candidats doivent réfléchir au nombre de chiffres significatifs et exercer leur sens critique pour déceler soit une erreur de frappe sur la calculatrice, soit une erreur dans l'expression littérale associée. Des résultats numériques absurdes n'ont soulevé aucune remarque : distance Soleil-Mars inférieure au millimètre, masse du Soleil (10^-14 kg) inférieure à la masse d'une cellule, durée de voyage entre la Terre et Mars inférieure à la microseconde… »

  • Schéma indispensable — orbites, cylindre-2 pts

    « Les schémas sont indispensables à la résolution de nombreuses questions. Difficile de répondre à la question 1 sans représenter les orbites de la Terre et de Mars. Impossible de justifier correctement les conditions de basculement du VAM sans un schéma du cylindre. »

  • Distinction vecteur/scalaire (Q11)-2 pts

    « Les candidats, après deux années de CPGE, doivent faire la distinction entre un vecteur et un scalaire. Les relations suivantes n'ont aucun sens : J(dω/dt) = M⃗_O(P⃗) + M⃗_O(F⃗_t). »

  • « Premier principe au cycle » incorrect (Q12)-2 pts

    « Q12. Le système auquel les candidats appliquent les deux principes de la thermodynamique est rarement explicité. « On applique le premier principe au cycle » est incorrect. Enfin, la confusion entre U (énergie interne) et ΔU (sa variation) est sanctionnée. »

  • Référentiel non précisé (Q22-Q23)-1 pts

    « L'absence de précision du référentiel d'étude a été source d'erreurs notamment en confondant la vitesse d'éjection des gaz par rapport au vaisseau et leur vitesse par rapport au référentiel planétocentrique. »

  • « K° diminue » non équivalent à évolution (Q29)-1 pts

    « Moins de 30% de réussite pour les deux tiers des candidats qui ont abordé cette question de cours. L'échec vient souvent d'une mauvaise lecture de la question. Ceux qui concluent par « K° diminue » ou qui donnent l'évolution de la réaction lorsque la température augmente ne répondent pas à la question. »

Chapitres clés à maîtriser

Mécanique du point — force centrale, troisième loi de Kepler
Mécanique du solide — basculement, moment cinétique
Diffusion thermique — résistance thermique cylindrique
Bilan de quantité de mouvement — éjection de gaz
Cristallographie — réseau cubique faces centrées
Cinétique — michaélienne, ordres
Thermochimie — constante d'équilibre, température de flamme

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2019 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2019

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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