CCP Physique et Chimie MP 2016 — Corrigé
c Éditions H&K
Publié dans les Annales des Concours
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Ce corrigé est proposé par Olivier Frantz (Professeur agrégé en école d'ingénieur)
et Alexandre Herault (Professeur en CPGE); il a été relu Tom Morel (Professeur en
CPGE), Augustin Long (ENS Lyon) et Stéphane Ravier (Professeur en CPGE). L'épreuve est composée de deux problèmes indépendants, l'un de physique, l'autre
de chimie. Le problème de physique traite de la diffusion thermique et de son analogie
électrique. Il est divisé en trois parties de difficulté progressive. • Dans une première partie, il s'agit de modéliser mathématiquement puis électriquement le comportement d'une pièce chauffée par un radiateur. L'influence
des murs dans la dissipation thermique est ensuite étudiée. Cette partie est
très proche du cours et a pour but de mettre en place les outils utilisés dans la
suite: capacité et résistance thermiques. CCP Physique et Chimie MP 2016 — Corrigé. • Le sujet propose dans un deuxième temps un circuit électrique analogue à la
pièce chauffée et à ses murs afin d'établir les propriétés dynamiques du système.
Sujet Ccp Physique 2010 Qui Me Suit
On a la
relation, aux bornes du condensateur,
i = C1
tf
i
C1
duc
uc
On associe ainsi entre elles les grandeurs suivantes:
grandeur thermodynamique
grandeur électrique
température T
capacité thermique C
puissance thermique P
potentiel V
capacité du condensateur C1
intensité électrique i
I. a En négligeant l'épaisseur des murs devant leurs autres dimensions, la surface
de la pièce par laquelle on peut avoir des pertes thermiques est la surface latérale. Elle vaut donc
4/21
Sp = 2 a h + 2 b h = 65 m2
I. b Le volume des murs est égal à
Vb = Sp L = 9, 8 m3
On en déduit la capacité thermique des murs
Cmur = ρ Sp L c = 2, 1. 107 J. K−1
La capacité thermique des murs est 170 fois plus grande que celle de l'air:
Cmur
= 1, 7. 102
Il faut beaucoup plus d'énergie pour augmenter la température des murs que pour
augmenter celle de l'air
Les murs en béton sont les principaux responsables
du temps de montée en température de la pièce. Sujet ccp physique 2016. Équation de la chaleur
I. a La loi de Fourier exprime la proportionnalité entre le courant thermique et le
gradient de température:
−−→
−
→
dT −
J = −λ grad T = −λ
u→x
dx
Le signe moins indique que le transfert thermique s'effectue des hautes températures vers les basses.
Section MP
Section PC
Section PSI
Section TSI
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