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Annale · 2020★★★★DurSession du 24 juin 2020· 4 053 candidats

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

Quatre parties autour du vol simplifié de l'Airbus A320 : portance/finesse, turboréacteur double corps, NOx et schémas de Lewis, alliage aluminium-cuivre 2024. Moyenne 8.16, σ=4.07, médiane 7.5.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2020 :

Physique-chimie IIMaths IMaths IIPhysique-chimie I
Aperçu rapide

Difficulté

★★★★Dur

Moyenne

8.16/20

Top 25%

10.6

Présents

4 053

Top piège du sujet : Avion à deux ailes oublié (Q2)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.16

Médiane

7.5

Écart-type

4.07

Q1 (25%)

5.2

Q3 (75%)

10.6

Candidats présents

4 053

sur 4 258 inscrits · 4.8% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Étude simplifiée du vol d'un Airbus A320. Quatre parties : (1) A320 en vol — portance, traînée, décrochage, finesse. (2) Turboréacteur double corps — fluide en écoulement, poussée spécifique. (3) NOx — thermodynamique, cinétique du dioxyde d'azote, schéma de Lewis. (4) Alliage 2024 — diagramme binaire aluminium-cuivre, corrosion.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IL'Airbus A320 en vol (mécanique du fluide)(Q1-Q16)Difficile

    Q2 totalité des points si système, référentiel, théorème projeté correctement (avion = deux ailes). Q3 lecture précise figure 2 (Cx et Cy avec règle, échelles). Q12 schéma indispensable. Q13 polaire de Eiffel. Q14-Q15 finesse maximale.

  2. Partie IITurboréacteur double corps(Q17-Q28)Difficile

    Q17 question classique : équation de réaction, tableau d'avancement, ΔH=0, capacité thermique. Élévation max 2476 K → 2,5×10³ K (chiffres significatifs). Q18 toutes les conditions de la loi de Laplace doivent être rédigées.

  3. Partie IIINOx et gaz à effet de serre(Q29-Q33)Très difficile

    Q29 tableau d'avancement à partir de quantités initiales. Trop de candidats confondent fractions molaires en début (0.8/0.2) avec celles à l'équilibre. Q30 signe de Δ_rG° pas indicateur du sens d'avancement. Q31 question très mal réussie : 5% trouvent les deux ordres partiels. Q32 schémas de Lewis.

  4. Partie IVAluminium et alliage 2024 (chimie)(Q34-Q45)Difficile

    Q34 rédaction minimale (25%). Q38 question de cours : <10% de montages à trois électrodes corrects. 5% bonnes réponses pour rôles électrodes. Q39 demi-équations électroniques. Q40-Q45 oxydoréduction et corrosion.

Analyse globale du jury

« Les parties I et II (56% des points du barème) nécessitaient une durée d'appropriation indispensable à la mise en place du raisonnement et les candidats s'y sont investis. En moyenne, ils récupèrent 63% des points sur ces deux parties. La plupart des candidats ont abordé les quatre parties du problème. Le barème a valorisé ceux qui argumentent au détriment de ceux qui survolent les questions pour en traiter davantage. Le jury regrette la stratégie de grappillage de points souvent accompagnée d'une rédaction indigente. Plus de 80% des points du barème étaient affectés à des questions de cours ou d'application directe. »

Top pièges sanctionnés

  • Avion à deux ailes oublié (Q2)-2 pts

    « La totalité des points a été attribuée aux candidats qui ont rédigé correctement (système étudié, référentiel d'étude, théorème utilisé), qui ont correctement projeté l'expression vectorielle et qui n'ont pas oublié qu'un avion a deux ailes. »

  • Lecture graphique « à la volée » (Q3)-1 pts

    « Les candidats doivent prendre le temps d'extraire de la figure 2 les valeurs des coefficients Cx et Cy en utilisant une règle et en étant attentifs aux échelles en abscisse et ordonnée. Une simple lecture « à la volée » n'est pas acceptable. »

  • Chiffres significatifs incohérents (Q17)-2 pts

    « Q17. Question classique pour laquelle le jury attend une rédaction soignée : équation de réaction bien écrite, tableau d'avancement construit, justification de ΔH=0 pour le milieu réactionnel et expression littérale correcte de la capacité thermique du système en fin de réaction. La valeur de l'élévation maximale de température ne peut être donnée avec quatre chiffres significatifs au regard des approximations effectuées. 2476 K doit donc être écrit 2,5×10³ K. »

  • Loi de Laplace — toutes les conditions (Q18)-1 pts

    « Toutes les conditions d'application de la loi de Laplace doivent être rédigées. »

  • Fractions molaires début/équilibre confondues (Q29)-2 pts

    « Un tableau d'avancement bien construit à partir de quantités initiales identifiées en diazote et dioxygène aurait évité des erreurs ou des réponses injustifiées. Trop de candidats confondent les fractions molaires en diazote et dioxygène en début de réaction (respectivement égales à 0,8 et 0,2) avec celles à l'équilibre. »

  • Δ_rG° ≠ sens d'avancement (Q30)-1 pts

    « Donner le signe de l'enthalpie libre standard de réaction Δ_rG° n'est pas un indicateur du sens d'avancement d'une réaction chimique. »

  • Schéma de montage à trois électrodes (Q38)-2 pts

    « Question de cours dont le taux de réussite aurait dû être plus élevé. Le jury a été désagréablement surpris de lire moins de 10 % de montages à trois électrodes corrects, complets et bien légendés. »

Chapitres clés à maîtriser

Mécanique du fluide — portance, traînée, finesse
Thermodynamique en écoulement — turboréacteur
Cinétique chimique — ordres partiels
Schéma de Lewis et règle de l'octet
Cristallographie — alliages
Électrochimie — montage à trois électrodes, corrosion

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

Ressources

Téléchargements

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Questions fréquentes — 2020

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