Exos resolus Physique Chimie MPSI

Avant-propos......Page 5
Sommaire......Page 6
2. S’approprier le cours......Page 11
3. Préparer la colle......Page 12
2. Faire VRAIMENT un exercice et en tirer parti......Page 13
1. Poser le problème......Page 14
2. Les mathématiques, langage de la physique......Page 15
4. Les bons réflexes......Page 16
1. Description du dispositif masse + ressort......Page 17
2. Mise en équation du mouvement......Page 18
1. Solution de l’équation différentielle......Page 20
2. Prise en compte des conditions initiales......Page 21
3. Description du mouvement sinusoïdal rectiligne......Page 22
3. Energie mécanique......Page 23
4. Retour à l’équation du mouvement......Page 24
VERS LA COLLE......Page 25
EXERCICES......Page 26
CORRIGÉS......Page 28
I : Généralités......Page 31
2. Caractéristiques des ondes courantes......Page 32
3. Spectre d’un signal périodique......Page 33
2. Onde progressive unidirectionnelle......Page 35
3. Onde progressive périodique......Page 36
4. Onde progressive unidirectionnelle sinusoïdale......Page 37
VERS LA COLLE......Page 38
EXERCICES......Page 39
CORRIGÉS......Page 40
1. Signaux quelconques......Page 45
1. Superposition de signaux synchrones......Page 46
2. Amplitude du signal résultant......Page 47
3. Étude du terme d’interférences......Page 48
1. Superposition d’ondes progressives de sens contraires......Page 49
2. Modes propres sur une corde......Page 50
IV : Diffraction......Page 52
VERS LA COLLE......Page 53
EXERCICES......Page 54
CORRIGÉS......Page 56
1. Optique géométrique/optique ondulatoire......Page 61
2. Les sources en optique......Page 62
3. Propriétés des milieux transparents......Page 63
1. Position du problème......Page 64
3. Réfraction des rayons lumineux......Page 65
1. Caractéristiques d’un système optique......Page 67
2. Conditions de Gauss......Page 68
VERS LA COLLE......Page 69
EXERCICES......Page 70
CORRIGÉS......Page 72
1. Nature des images......Page 77
2. Dimensions des images......Page 78
3. Le cas simple du miroir plan......Page 79
1. Lentilles minces......Page 80
2. Constructions......Page 81
1. L’œil......Page 83
3. Maîtriser le virtuel......Page 85
VERS LA COLLE......Page 86
EXERCICES......Page 87
CORRIGÉS......Page 89
1. La notion de photon et d’aspect corpusculaire de la lumière......Page 95
2. Les ondes de matière......Page 97
3. Expériences des fentes de Young classique et quantique......Page 98
3. Retour sur l’expérience des fentes de Young......Page 99
III : Particules confinées......Page 100
VERS LA COLLE......Page 101
EXERCICES......Page 102
CORRIGÉS......Page 104
2. Origine du courant électrique......Page 109
3. Intensité du courant électrique......Page 110
1. Notion de potentiel électrique, tension électrique......Page 111
2. Référence du potentiel électrique......Page 112
3. Convention de représentation et caractéristiques d’un dipôle......Page 113
2. Énergie......Page 114
3. Loi des mailles......Page 115
2. Condensateur parfait......Page 116
3. Bobine parfaite......Page 117
1. Générateurs linéaires idéaux......Page 118
2. Générateurs linéaires non idéaux......Page 119
1. Dipôles équivalents......Page 120
3. Potentiel d’un nœud d’un circuit quelconque......Page 121
VERS LA COLLE......Page 122
EXERCICES......Page 123
CORRIGÉS......Page 124
Chapitre 9 : Régimes transitoires......Page 129
1. Nature des systèmes......Page 130
2. Notion de régime......Page 131
3. État initial et grandeurs utiles......Page 132
1. Circuit RC série......Page 133
2. Circuit RL série......Page 134
3. Propriétés communes aux deux systèmes RC et RL......Page 135
1. Mise en équation du régime libre......Page 137
2. Solutions......Page 138
3. Propriétés des différents régimes de solutions......Page 139
5. Aspect énergétique......Page 140
1. Analogie électromécanique......Page 141
2. Diagramme de phase......Page 142
3. Utilisation d’une tension créneau......Page 144
VERS LA COLLE......Page 145
EXERCICES......Page 146
CORRIGÉS......Page 149
1. Oscillateur en mécanique......Page 159
3. Régime forcé......Page 160
4. Méthode de résolution par les complexes......Page 162
II : Réponses des oscillateurs......Page 163
1. Réponse forcée en élongation ou en charge : s(t)......Page 164
3. Résultats et allures des réponses......Page 166
1. Nature du phénomène de résonance......Page 168
3. Conséquences pratiques de la résonance......Page 169
1. Impédance complexe......Page 170
2. Lois de l’électrocinétique......Page 171
3. Exemple du RLC série : recherche de l’intensité......Page 173
VERS LA COLLE......Page 175
EXERCICES......Page 176
CORRIGÉS......Page 178
2. Moyenne d’un signal......Page 185
3. Valeur efficace d’un signal......Page 186
1. Fonction de transfert......Page 187
2. Différents types de filtres......Page 189
1. Nécessité d’une représentation logarithmique......Page 191
2. Quelques filtres courants......Page 192
2. Effet des principaux filtres......Page 196
VERS LA COLLE......Page 198
EXERCICES......Page 199
CORRIGÉS......Page 203
1. Référentiels......Page 213
2. Repères et systèmes de coordonnées......Page 215
3. Déplacement élémentaire dOM......Page 216
4. Vecteurs cinématiques......Page 217
1. Cas d’un mouvement à accélération constante......Page 219
2. Cas d’un mouvement circulaire......Page 220
2. Translation d’un solide......Page 222
3. Rotation d’un solide autour d’un axe fixe......Page 223
VERS LA COLLE......Page 224
EXERCICES......Page 225
CORRIGÉS......Page 227
1. Grandeurs cinétiques......Page 233
2. Première loi de Newton ou principe d’inertie......Page 234
1. Interactions......Page 235
2. Deuxième loi de Newton et Principe Fondamental de la Dynamique (PFD)......Page 236
3. Troisième loi de Newton ou Théorème des actions réciproques......Page 237
1. Forces à distances, forces de contact......Page 238
2. Forces courantes......Page 239
4. La poussée d’Archimède......Page 240
VERS LA COLLE......Page 243
EXERCICES......Page 244
CORRIGÉS......Page 246
1. Travail – Puissance......Page 259
2. Différentes formes d’énergie......Page 260
II : Théorèmes énergétiques......Page 261
2. Théorème de l’énergie mécanique......Page 262
1. Condition d’équilibre......Page 263
2. Stabilité de l’équilibre......Page 264
3. Notion de barrière et de puits de potentiel......Page 265
VERS LA COLLE......Page 267
EXERCICES......Page 268
CORRIGÉS......Page 270
1. Notion de champ......Page 277
2. La force de Lorentz......Page 278
2. Aspect énergétique......Page 279
1. Propriétés du mouvement dans un cas simple......Page 280
3. Applications......Page 281
VERS LA COLLE......Page 282
EXERCICES......Page 283
CORRIGÉS......Page 288
Chapitre 16 : Théorème du moment cinétique......Page 295
1. Moment d’une force......Page 296
3. Moment vectoriel et moment scalaire d’un vecteur......Page 297
2. Utilisation......Page 298
VERS LA COLLE......Page 299
EXERCICES......Page 300
CORRIGÉS......Page 301
Chapitre 17 : Mouvements à forces centrales......Page 307
2. Premier invariant du mouvement : le moment cinétique......Page 308
3. Second invariant du mouvement : l’énergie mécanique......Page 309
2. Lois de Kepler......Page 311
1. Nature des trajectoires......Page 312
2. Approche énergétique......Page 313
3. Cas particulier du mouvement circulaire......Page 315
VERS LA COLLE......Page 316
EXERCICES......Page 317
CORRIGÉS......Page 319
Chapitre 18 : Mécanique du solide......Page 327
2. Moment cinétique......Page 328
3. Énergie......Page 330
1. Actions mécaniques......Page 331
2. Principe fondamental de la dynamique......Page 332
3. Conservation du moment cinétique......Page 333
2. Théorèmes énergétiques......Page 334
VERS LA COLLE......Page 335
EXERCICES......Page 336
CORRIGÉS......Page 337
1. Les différentes échelles d’étude......Page 345
2. Système et milieu extérieur......Page 346
3. État du système......Page 347
2. La pression......Page 348
3. Le volume......Page 350
5. La capacité thermique à volume constant......Page 351
2. Le gaz parfait polyatomique......Page 352
3. Énergie interne et capacité thermique à volume constant......Page 353
4. Du gaz réel au gaz parfait......Page 354
IV : Le modèle de la phase condensée......Page 355
VERS LA COLLE......Page 356
EXERCICES......Page 357
CORRIGÉS......Page 358
1. La transformation réversible – la transformation dite quasi statique......Page 361
2. Les transformations particulières......Page 362
2. Cas d’une transformation isochore (gaz quelconque)......Page 365
4. Cas d’une transformation réversible (gaz quelconque)......Page 366
5. Visualisation du travail des forces de pression sur un diagramme de Clapeyron......Page 367
1. Notion de transfert thermique......Page 368
2. Les thermostats......Page 369
VERS LA COLLE......Page 370
EXERCICES......Page 371
CORRIGÉS......Page 372
1. La conservation de l’énergie......Page 375
2. Énoncés du premier principe......Page 376
3. Une nouvelle fonction d’état : l’enthalpie......Page 377
4. Conséquences directes du premier principe......Page 378
1. Capacités thermiques du gaz parfait......Page 379
2. Transformations du gaz parfait......Page 380
1. La détente de Joule-Gay-Lussac......Page 381
2. La détente de Joule-Kelvin ou Joule-Thomson......Page 382
VERS LA COLLE......Page 384
EXERCICES......Page 385
CORRIGÉS......Page 387
1. Un principe d’évolution nécessaire......Page 395
2. Élaboration de la fonction entropie......Page 396
3. Expressions de l’entropie d’un gaz parfait......Page 397
1. Énoncés......Page 398
2. Bilan entropique......Page 399
1. Les lois de Laplace (GP)......Page 401
1. Transformations particulières......Page 402
2. Visualisation du transfert thermique sur un diagramme entropique......Page 403
VERS LA COLLE......Page 405
EXERCICES......Page 406
CORRIGÉS......Page 408
1. Description......Page 415
2. La machine monotherme......Page 416
3. La machine ditherme......Page 417
2. Le moteur de Carnot......Page 420
3. Exemple de moteur réel......Page 422
III : Les récepteurs dithermes......Page 424
1. Efficacité du récepteur ditherme......Page 425
2. Le récepteur de Carnot......Page 426
1. Description du système......Page 427
2. Le premier principe thermodynamique industriel......Page 428
3. Le diagramme de Mollier (P,h)......Page 430
VERS LA COLLE......Page 432
EXERCICES......Page 433
CORRIGÉS......Page 435
I : Transitions de phase......Page 439
1. Diagramme expérimental (P,T )......Page 440
2. Cas particulier de l’équilibre liquide-vapeur......Page 442
3. Exploitation des isothermes d’Andrews pour un mélange diphasé......Page 443
1. Enthalpie massique de transition de phase......Page 445
2. Entropie massique de transition de phase......Page 446
3. Bilans énergétiques en présence de transitions de phase......Page 447
VERS LA COLLE......Page 449
EXERCICES......Page 450
CORRIGÉS......Page 454
1. Propriétés d’un champ vectoriel......Page 463
2. Le champ magnétique......Page 465
2. Les aimants......Page 466
3. Les courants......Page 467
4. Dipôle magnétique......Page 469
1. Force de Laplace......Page 470
2. Action d’un champ magnétique uniforme sur une tige rigide......Page 471
3. Action d’un champ magnétique uniforme sur un cadre rectangulaire rigide......Page 472
4. Action d’un champ magnétique sur un dipôle magnétique......Page 473
VERS LA COLLE......Page 475
EXERCICES......Page 476
CORRIGÉS......Page 478
1. Loi de modération de Lenz......Page 485
2. Les variations du flux, causes de l’induction......Page 486
3. Loi de Faraday......Page 487
1. Auto-induction......Page 488
2. Induction mutuelle......Page 489
3. Le rail de Laplace......Page 490
1. Le transformateur......Page 491
2. Transformateur en régime sinusoïdal......Page 492
3. Autres applications......Page 493
1. Rail de Laplace en mode générateur......Page 494
2. Applications......Page 495
V : Conversion électromécanique......Page 496
1. Rail de Laplace en mode moteur......Page 497
2. Haut-parleur......Page 498
VERS LA COLLE......Page 499
EXERCICES......Page 500
CORRIGÉS......Page 503
3. Les transformations de la matière......Page 513
1. Cas d'un système homogène gazeux......Page 514
3. Activité chimique......Page 515
4. Quotient de réaction Qr et constante d’équilibre K......Page 516
1. Construction du tableau d’avancement......Page 517
2. Détermination de l’état final......Page 518
VERS LA COLLE......Page 519
EXERCICES......Page 520
CORRIGÉS......Page 522
I : Suivi cinétique d’une réaction......Page 527
2. Facteurs influençant v......Page 529
1. Loi cinétique......Page 531
2. Détermination expérimentale de l’ordre d’une réaction......Page 532
IV : Cinétiques avec deux réactifs ou plus : a A + b B - c C + d D......Page 534
2. Déterminer un ordre partiel : Dégénérescence de l'ordre......Page 535
VERS LA COLLE......Page 536
EXERCICES......Page 537
CORRIGÉS......Page 539
3. Nombres quantiques et orbitales atomiques......Page 543
1. Règles de remplissage......Page 544
2. Électrons de cœur et de valence......Page 545
2. Principe de construction......Page 546
3. Lien entre classification périodique et configuration électronique......Page 547
5. Électronégativité et propriétés redox......Page 548
VERS LA COLLE......Page 549
EXERCICES......Page 550
CORRIGÉS......Page 552
2. Règle de l’octet et représentation de Lewis d’une molécule......Page 555
5. Des exceptions à la règle de l’octet......Page 556
6. Longueur et énergie de liaison......Page 557
2. Molécule polaire......Page 558
1. Interactions dipôle – dipôle de Van der Waals......Page 559
3. Cohésion des corps purs......Page 560
2. Classification des solvants......Page 561
VERS LA COLLE......Page 562
EXERCICES......Page 563
CORRIGÉS......Page 565
2. Définitions fondamentales de cristallographie......Page 569
3. Description de la maille et du cristal......Page 570
1. Empilements compacts......Page 572
2. Liens structure-propriétés......Page 573
3. Exemple : la Structure Cubique à Faces centrées CFC......Page 574
1. Lien structure – propriétés......Page 576
2. Exemple : la structure de type NaCl......Page 577
1. Lien structure – propriétés......Page 578
VERS LA COLLE......Page 579
EXERCICES......Page 580
CORRIGÉS......Page 584
1. Rappels de Lycée......Page 589
2. Nombre d’oxydation d’un élément (n.o.)......Page 590
2. Caractéristiques d’une pile......Page 591
1. Définitions......Page 592
3. Unicité du potentiel d’une solution aqueuse à l’équilibre......Page 593
VERS LA COLLE......Page 594
EXERCICES......Page 595
CORRIGÉS......Page 597
1. Réactions acido-basiques......Page 601
1. Réactions acido-basiques......Page 602
2. Réactions d’oxydo-réduction......Page 604
3. Réactions de précipitation......Page 605
3. Réactions acido-basiques......Page 606
4. Réactions d’oxydo-réduction......Page 607
6. Application : prévision des espèces incompatibles et prédominantes à l’équilibre......Page 608
VERS LA COLLE......Page 609
EXERCICES......Page 610
CORRIGÉS......Page 613
1. Rappels de Lycée......Page 621
2. Aucun des réactifs n’est coloré......Page 622
3. Exemple de titrages simultanés......Page 625
VERS LA COLLE......Page 626
EXERCICES......Page 627
CORRIGÉS......Page 631
1. Qu’est-ce qu’un diagramme potentiel-pH ?......Page 637
4. Détermination des frontières non verticales......Page 638
1. Détermination des grandeurs thermodynamiques......Page 639
2. Stabilité des espèces dans l’eau......Page 640
3. Généralisation......Page 641
4. Phénomène de dismutation......Page 642
VERS LA COLLE......Page 643
EXERCICES......Page 644
CORRIGÉS......Page 648
I : Le Système International d’unités......Page 653
II : Base de données en physique......Page 654
III : Base de données en chimie......Page 657
B : 1re étape : Évaluation de l’incertitude type u(Xi ) pour chaque mesurande Xi......Page 660
F : Précision d’une mesure......Page 661
I : Titrages conductimétriques......Page 662
III : Titrages pH-métriques......Page 663
IV : Titrages colorimétriques, avec indicateur coloré, ou spectrophotométriques......Page 664
D : Lettres grecques......Page 665
Index des mots-clés......Page 666
Liste des points méthodes......Page 671
CLASSIFICATION PÉRIODIQUE......Page 673