LYCÉE TURGOT - LIMOGES - PTSI 2012
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Programme de colles
Semaines du 29 au 31 mai (lundi à rattraper)
et du 4 au 7 juin 2012


Architecture de la matière.
Description des cristaux .
Cette partie encadrée ne reste au programme que la première semaine (du 29 au 31).
   Cristaux métalliques compacts : Arrangements {AB} hexagonal compact et {ABC} cubique à faces centrées. Sites tétraédriques et octaédriques dans l’assemblage cubique à faces centrées. Cristal métallique pseudo compact : le cubique centré.

Amorphe et cristal. Interprétation (rapide) de la cohésion des différents cristaux.
Cristaux ioniques (NaCl, blende, CsCl). Cristaux covalents (diamant, graphite). Cristaux moléculaires (glace type diamant). N.B. : ces motifs ne sont plus à connaître par cœur, mais la description donnée en exercice peut être très succincte, par exemple à partir des sites du c.f.c..

Thermodynamique physique.
Des gaz aux fluides et aux phases condensées : introduction à la thermodynamique.
Cette partie encadrée ne reste au programme que la première semaine (du 29 au 31).
    Description à l'échelle microscopique d'un gaz. Modélisation très simplifiée du gaz parfait monoatomique (3 directions orthogonales possibles pour le mouvement des particules). Définition cinétique de la température, de la pression. Relation entre pression et vitesse quadratique moyenne. Obtention de la loi des gaz parfaits.
Énergie interne. Capacité thermique à volume constant.
Grandeurs extensives ou intensives. Notions qualitatives sur les fluides réels. Coefficients thermoélastiques α et χT. Modèle d’une phase condensée incompressible et indilatable : énergie interne.
Statique des fluides dans un champ de pesanteur uniforme.
Relation dp/dz = -ρg. Application au cas de l'atmosphère isotherme dans le modèle du gaz parfait.
Application au cas d'un fluide incompressible et homogène.
Poussée d'Archimède
Premier principe.
Transferts : transfert thermique (ou chaleur), travail ; cas particulier du travail des forces de pression. Premier principe. Fonctions d'état énergie interne et enthalpie ; capacité thermique à pression constante. Enthalpie du gaz parfait et d’une phase condensée. Relation de Mayer. Loi de Laplace. Détente de Joule – Gay-Lussac. Détente de Joule – Kelvin (= Joule – Thomson).
Deuxième principe.
Évolutions réversibles et irréversibles. Fonction d’état entropie. Deuxième principe. Identité thermodynamique dU = TdS – PdV, définitions thermodynamiques de la pression et de la température.Troisième principe. Entropie du gaz parfait. Loi de Laplace. Entropie d’une phase condensée dans le modèle incompressible et indilatable. Inégalité de Clausius. Entropie créée et entropie échangée.

Ajouté à partir de la deuxième semaine, du 4 au 7 :
Machines thermiques. (N.B. : NE POSER QUE DES QUESTIONS DE COURS À CE SUJET : on en reste aux applications directes de l'inégalité de Clausius et du premier principe ; aucun cycle particulier n'a été vu pour l'instant.).
Application du premier principe et du deuxième principe aux machines thermiques cycliques dithermes ; rendement, efficacité, théorème de Carnot.
N.B. : les changements d'état ne sont pas encore traités.

Thermodynamique chimique.
 Application du premier principe aux réactions chimiques. Grandeurs standards de réaction.
Chaleur reçue lors d’une évolution isobare.
État standard et grandeurs molaires standard d’un constituant pur. Grandeurs standards de réaction chimique ΔrH0 et ΔrCp0.
Réaction endothermique ou exothermique. Réacteurs isobares : cas isotherme, cas adiabatique.
Variation de température en réacteur adiabatique isobare : bilan enthalpique et échauffement du réacteur siège d’une réaction exothermique.
 Variation de ΔrH0 avec la température (relation de Kirchhoff) en l’absence de changement d’état (ΔrCp0supposée constante).
Enthalpie standard de formation d’un corps pur ΔfH0 ; état standard de référence. 
Vu en T.P.-cours À PARTIR DU 6 JUIN : Mesure d’une enthalpie standard de réaction. Réalisation d’une transformation chimique en réacteur adiabatique isobare (calorimètre). Bilan enthalpique.






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