Centrale Physique Chimie 2 TSI 2024Sujet, corrigé et rapport du jury

Quelques facettes d'un aquarium

Pas encore noté

Faisable en sup ?

Faisable en partie en TSI1 : 6 questions sur 35. Autres questions faisables en TSI1

Autres premières années : MPSI 11 questions.

Détail par partie

Partie I : Vidange et approvisionnement en eau de mer d'un aquarium0/122e année
Partie II : Contrôle de la qualité de l'eau de l'aquarium6/11En partie
Partie III : Déperditions thermiques à travers les parois de l'aquarium0/122e année

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Difficulté moyenne

Un aquarium d'eau de mer : mécanique des fluides, chimie des solutions aqueuses et conduction thermique

Le sujet étudie différents aspects d'un aquarium d'eau de mer à travers trois parties indépendantes. La première, de mécanique des fluides, porte sur la vidange de l'aquarium et le calcul de la puissance d'une pompe d'approvisionnement en tenant compte des pertes de charge. La deuxième, de chimie des solutions aqueuses, porte sur le contrôle de la qualité de l'eau via un dosage du dioxygène dissous par la méthode de Winkler. La troisième étudie les pertes thermiques à travers les parois de l'aquarium par conduction et rayonnement.

1Partie I : vidange et approvisionnement en eau de merEstimation de la durée de vidange puis calcul de la puissance d'une pompe en tenant compte des pertes de charge (relation de Bernoulli généralisée).
2Partie II : contrôle de la qualité de l'eauDiagrammes potentiel-pH puis dosage du dioxygène dissous par la méthode de Winkler, basé sur des réactions d'oxydoréduction.
3Partie III : déperditions thermiques à travers les paroisÉtude des pertes thermiques par conduction et rayonnement, avec des résistances thermiques en régime stationnaire.

Difficulté moyenne. Le rapport indique que les trois parties ont été en moyenne réussies de manière équivalente par les candidats, avec des questions de début plutôt bien traitées et des difficultés croissantes ensuite.

L'épreuve en chiffres

Moyenne 9,15 / 20 · écart-type 4,1 · 916 présents · où vous situez-vous ?

Moyenne: 9,15/ 20
Écart-type: 4,1
Présents: 916
Coefficient: 12
Durée: 4 h
1er quartile: 6,3
Médiane: 9,3
3e quartile: 12

Deux tiers des copies environ (moyenne ± écart-type)

Où je me situe ?

Votre note sur 20 à ce sujet, en conditions de concours.

Source : document officiel du concours, épreuve du 6 mai 2024. Notes publiées par le concours (après harmonisation le cas échéant). Courbe : estimation par une loi normale.

Ce qu'a observé le jury

6 erreurs relevées

Schéma manquant sur une question non guidée · Pertes de charge oubliées dans la relation de Bernoulli · Changement de milieu mal compris dans le dosage

Les trois parties ont été réussies de façon équivalente. La relation de Bernoulli avec pertes de charge a posé le plus de problèmes en partie I, le dosage par la méthode de Winkler a dérouté la majorité des candidats en partie II, et l'identification des associations de résistances thermiques a posé difficulté en partie III.

Les erreurs les plus sanctionnées

1
Schéma manquant sur une question non guidéeQ1
Sur une question peu guidée, réaliser un simple schéma descriptif apportait déjà une bonification, mais peu de candidats posent correctement l'équation différentielle de la hauteur d'eau.
« il est bien indiqué qu’il est souhaitable d’illustrer la démarche par un schéma »
2
Pertes de charge oubliées dans la relation de BernoulliQ9-Q11
Beaucoup de candidats n'ont pas tenu compte des pertes de charge entre les points considérés, et ceux qui le font commettent souvent des erreurs d'homogénéité.
3
Changement de milieu mal compris dans le dosageQ17
Le passage de l'espèce stable dans l'eau à une espèce instable réagissant avec le dioxygène par passage en milieu basique a posé de grandes difficultés.
« a d’emblée posé de gros problèmes à la majeure partie des candidats »
4
Analogie électrique mal maîtrisée pour la puissance thermiqueQ35
De nombreux candidats proposent un calcul de puissance thermique fondé sur une formule sans sens physique, et le positionnement en parallèle des résistances thermiques est trop rarement perçu.
5
Réponses non rédigées
Le jury attend que les candidats explicitent leur démarche intellectuelle et détaillent leurs raisonnements plutôt que d'aligner des formules.
« Une succession de formules sans aucun texte explicatif n’est pas satisfaisante. »
6
Unités manquantes sur les résultats numériques
Un résultat numérique sans unité adaptée ne rapporte aucun point, même si la valeur est correcte.
« tous les résultats numériques doivent être suivis de l’unité adaptée, faute de quoi aucun point n’est attribué au calcul »

Ce qui a été bien réussi

Le placement des espèces chimiques dans un diagramme potentiel-pH est plutôt bien compris.
Les questions de départ de la partie III, proches du cours, ont permis aux candidats d'engranger des points.
Les questions sur le régime stationnaire (Q27, Q28) ont été bien traitées.

Conseils du jury

Illustrer par un schéma la démarche sur les questions peu ou pas guidées.
Numéroter clairement les questions : un intitulé de numéro absent ou incorrect fait perdre les points même si la réponse est correcte.
Encadrer ou au minimum souligner les résultats de chaque question, et toujours donner l'unité.
Soigner la présentation et la lisibilité de la copie, les correcteurs appliquant des malus aux copies mal présentées.
Bien lire l'intitulé des questions : « calculer » implique de réaliser une application numérique, pas seulement une expression littérale.

Synthèse rédigée par WikiPrépa à partir du rapport officiel du jury (à télécharger en PDF). Les citations sont extraites du rapport.

Corrigé détaillé

35 questions

Indice, stratégie puis corrigé complet pour chaque question.

35 questions corrigées une à une : un indice, puis la stratégie, puis le corrigé complet avec le résultat encadré. Chaque question est vérifiée avant publication.

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Sujet en PDF

Quelques facettes d＇un aquarium

Dans le but de sensibiliser le grand public à l＇importance de la sauvegarde de la biodiversité et le respect de l＇environnement，on peut visiter de nombreux aquariums dans le monde．Ils sont également importants en recherche，par exemple，dans le cadre de la survie des récifs coralliens．
Ce sujet comporte 3 parties indépendantes et propose d＇étudier ：
－la vidange et l＇approvisionnement en eau de mer d＇un aquarium ；
－le contrôle de la qualité de l＇eau de l＇aquarium ；
－les déperditions thermiques à travers les parois de l＇aquarium ；
Toutes les réponses doivent être dûment justifiées．Les résultats doivent être encadrés．La qualité de la rédaction， a précision des raisonnements et le soin apporté à la copie sont des éléments d＇évaluation de la composition du candidat．
Un ensemble de données，nécessaires à la résolution du problème，sont regroupées en fin d＇énoncé．
Certaines questions，peu ou pas guidées，demandent de l＇initiative de la part du candidat．Leur énoncé est repéré par une barre en marge．Il est alors demandé d＇expliciter clairement la démarche et les choix effectués et de les illustrer，le cas échéant，par un schéma．Le barème valorise la prise d＇initiative et tient compte du temps nécessaire à la résolution de ces questions．
Certaines données et formules utiles sont regroupées en fin d＇énoncé．

I Vidange et approvisionnement en eau de mer d＇un aquarium

I．A－Vidange d＇un aquarium

Q 1．On souhaite vidanger par gravité un aquarium cubique d＇arête

a = 1, 0 m

via une vanne située en dessous d＇un aquarium．La section de la canalisation d＇évacuation vaut

s = 10 cm^2

．Estimer la durée

τ

nécessaire à la vidange totale de l＇aquarium．

I．B－Pompage de l＇eau de mer

Pour s＇approvisionner en eau peu polluée，un musée puise cette ressource dans la mer à une profondeur de 50 m pour l＇acheminer jusqu＇à une citerne．
On choisit pour le repérage des altitudes un axe vertical ascendant（

Oz

）ayant pour origine

O

le niveau de la mer（figure 1）．

Figure 1 Pompage de l＇eau de mer

Une pompe immergée fonctionne en permanence avec un débit volumique

Q_V = 40 m^3 \cdot h^(- 1)

. Celle-ci est comprise entre les points

B

C

située à l'altitude

z_B = z_C = - 47 m

. Le lieu de captage de l'eau se trouve au point

A

d'altitude

z_A = - 50 m

.
On appelle circuit d'aspiration le tuyau reliant le point

A

lieu de captage au point

B

entrée de la pompe. Celui-ci a une longueur

L_a = 200 m

et un diamètre

D_a = 0, 20 m

. De par sa configuration, le tuyau d'aspiration comporte deux coudes à

90^\circ

et d'autres irrégularités non représentées sur le schéma. On estime le coefficient de pertes de charge singulières pour le tuyau d'aspiration à

α_a = 1, 0

.
On appelle circuit de refoulement le tuyau reliant le point

C

, sortie de la pompe au point

D

, entrée de la citerne. Ce tuyau a une longueur

L_r = 100 m

et un diamètre

D_r = 0, 20 m

. Il possède deux coudes à

90^\circ

et d'autres irrégularités non représentées sur le schéma. Le coefficient de pertes de charge singulières pour le tuyau de refoulement est estimé à

α_r = 2, 0

.
Le remplissage de la citerne se fait au point

D

d'altitude

z_D = 20 m

. La surface libre de l'eau de la citerne est à l'altitude

z_E = 25 m

. On considère que pression de l'air atmosphérique est uniforme et vaut

P_0 = 1, 0 \times 10^5 Pa

. Les conduites d'aspiration et de refoulement ont une même rugosité

k = 1, 2 mm

. Le coefficient de pertes de charge régulières est défini par

λ = (2DΔP_(reg))/(ρLv^2)

avec

ΔP_(reg)

représentant les pertes de charge régulières (en Pa ),

v

la vitesse de l'écoulement (en

m \cdot s^(- 1)

D

le diamètre de la conduite (en m),

L

la longueur de la conduite (en m) et

ρ

la masse volumique de l'eau (

enkg \cdot m^(- 3)

). Le coefficient de pertes de charge singulières est défini par

α = (2ΔP_(sing))/(ρv^2)

avec

ΔP_(sing)

représentant les pertes de charge singulières (en Pa ),

v

la vitesse de l'écoulement (en

m \cdot s^(- 1)

) et

ρ

la masse volumique (en

kg \cdot m^(- 3)

).
Q 2. Aurait-il été possible de positionner la pompe au point

E

pour effectuer le même acheminement ? Justifier.
Q 3. Calculer

v

, la vitesse de l'eau dans les tuyaux.
Q 4. Calculer Re, le nombre de Reynolds associé à l'écoulement de l'eau dans les canalisations. En déduire la nature du régime d'écoulement.
Q 5. En expliquant la démarche, déduire à l'aide du diagramme de Moody (figure 7), le coefficient de pertes de charge régulières

λ

. On rappelle que la rugosité relative est définie par

ε = k/D

.
Q 6. Proposer une expérience permettant de mettre en évidence le phénomène de pertes de charge régulières.
Q 7. Calculer les pertes de charge régulières dans le tuyau d'aspiration

ΔP_(reg, a)

et dans le tuyau de refoulement

ΔP_(reg, r)

.
Q 8. Déterminer les expressions puis les valeurs des pertes de charge singulières dans le tuyau d'aspiration

ΔP_(sing, a)

et dans le tuyau de refoulement

ΔP_(sing, r)

.
Q 9. Rappeler les hypothèses nécessaires à l'application de la relation de Bernouilli.
Q 10. Déterminer l'expression de la différence de pression

ΔP_a

entre les points

O

B

.
Q 11. Déterminer l'expression de la différence de pression

ΔP_r

entre les points

C

E

.
Q 12. En déduire la puissance mécanique

P_m

de la pompe nécessaire à ce captage d'eau de mer. Commenter la valeur obtenue.

II Contrôle de la qualité de l'eau de l'aquarium

II.A - Étude préliminaire de diagrammes $E$ - $pH$ superposés

La figure 2 ci-dessous représente plusieurs diagrammes E-pH superposés.

le diagramme $E - pH$ de l'élément manganèse, représenté en ligne pleine, est limité aux espèces chimiques suivantes: $Mn(s), Mn^(2 +)(aq), Mn^(3 +)(aq), Mn(OH)_2(s)$ et $Mn(OH)_3(s)$ ;
le diagramme $E - pH$ simplifié de l'élément iode, représenté en tirets, est limité aux espèces chimiques suivantes: $I_2(aq), IO_3^-(aq)$ et $I^-(aq)$ ;
le diagramme E-pH de l'eau est tracé en pointillés.

Pour les diagramme E-pH des éléments manganèse et iode, la convention de tracé utilisée est la suivante : sur une frontière, seules les deux formes du couple oxydant-réducteur sont considérées et chaque espèce dissoute contenant le manganèse (ou l'iode) a une concentration de valeur égale à

0, 10 mol \cdot L^(- 1)

Figure 2 Diagrammes E-pH simplifiés de l'élément manganèse (en ligne pleine), de l'élément iode (en tirets) et de l'eau (en pointillés)

Q 13. Pour chacun des deux couples oxydant-réducteur de l'eau, préciser quelle espèce chimique est l'oxydant et laquelle est le réducteur.
Q 14. Déterminer le nombre d'oxydation de l'élément manganèse dans l'hydroxyde de manganèse (II)

Mn(OH)_2(s)

et de l'élément iode dans l'ion iodate

IO_3^-(aq)

.
Q 15. Attribuer, en justifiant la réponse, les différents domaines du diagramme E-pH de l'élément manganèse, repérés par les lettres

A, B, C, D

E

(voir figure 2), aux différentes espèces considérées contenant l'élément manganèse.
Q 16. En utilisant les diagrammes

E - pH

de la figure 2, identifier quelles sont les espèces, contenant l'élément manganèse, stables dans l'eau en présence de dioxygène dissous.

II.B - Dosage du dioxygène dissous dans l'eau par la méthode de Winkler

Pour déterminer la concentration en dioxygène dissous dans l'eau, on utilise la méthode de Winkler dont le protocole est décrit ci-après :

Protocole

Étape 1 : placer $2, 1 g$ de chlorure de manganèse (II), de la soude en excès sous forme de pastilles solides et un barreau aimanté dans un erlenmeyer de 250 mL . Dans un grand cristallisoir, remplir l'erlenmeyer à ras bord avec l'eau à analyser (le cristallisoir permet de prévenir tout débordement de la solution). Boucher rapidement l'erlenmeyer et éviter de maintenir de l'air à l'intérieur.
Étape 2 : agiter jusqu'à dissolution complète des réactifs et attendre environ trente minutes. On observe un précipité brun.
Étape 3 : peser 3 g d'iodure de potassium. Verser le contenu de l'erlenmeyer dans un grand bécher contenant de l'acide sulfurique concentré et ajouter très rapidement les 3 g d'iodure de potassium (l'ajout d'acide sulfurique permet de ramener le pH de la solution à une valeur voisine de 1). Homogénéiser et agiter jusqu'à disparition totale du précipité brun et persistance d'une couleur jaune limpide.
Étape 4 : prélever un volume $V_0 = 50 mL$ de la solution et la doser avec une solution de thiosulfate de sodium de concentration $c_1 = 510^(- 3) mol \cdot L^(- 1)$ . Un indicateur coloré indique la fin du dosage.

Q 17. Expliquer pourquoi il est nécessaire de se placer initialement (étapes 1 et 2 du protocole) en milieu fortement basique. On pourra justifier la réponse en prenant appui sur les diagrammes

E - pH

de la figure 2. Q 18. Identifier la nature du précipité brun formé et écrire l'équation qui modélise sa formation (étape 2 du protocole). Proposer une explication à la nécessité d'attendre trente minutes.

Q 19. Écrire les équations qui modélisent les transformations chimiques qui interviennent lors du passage en milieu acide et de l'ajout d'iodure de potassium (étape 3 du protocole). On pourra justifier la réponse en prenant appui sur les diagrammes E-pH de la figure 2.
Q 20. Expliquer pourquoi l'iodure de potassium est ajouté en large excès.
Q 21. L'équation de la réaction support du titrage qui intervient lors de l'étape 4 est la suivante :

2 S_2 O_3^(2 -)(aq) + I_2(aq) = S_4 O_6^(2 -)(aq) + 2I^-(aq)

En déduire que la concentration en dioxygène dissous dans l'eau analysée, exprimée en

mol \cdot L^(- 1)

et notée

c(O_2)

, est donnée par la relation suivante :

c(O_2) = (c_1 V_1)/(4 V_0),

où

V_1

désigne le volume de solution de thiosulfate de sodium versé à l'équivalence et

V_0 = 50 mL

le volume prélevé au début de l'étape 4 du protocole.
Q 22. Exprimer, en micromoles par kilogramme d'eau, la valeur de la concentration

c(O_2)

dans le cas où

V_1 = 8, 3 mL

.
Q 23. Commenter la valeur de la concentration obtenue à la question 22 au regard de la figure 3 et sachant qu'on considère que la vie marine devient difficile lorsque la valeur de la concentration en dioxygène dissous devient inférieure à 90 micromoles de dioxygène par kilogramme d'eau.

Figure 3 Concentration en dioxygène dissous dans les eaux de surface océaniques. L'échelle à droite de la figure indique les valeurs de concentration en micromoles de dioxygène par kilogramme d'eau (données eWOCE - https://www.ewoce.org/)

III Déperditions thermiques à travers les parois de l'aquarium

On considère un aquarium cubique ayant une longueur d'arête

a = 1, 0 m

. Celui-ci possède une face avant nettoyée de tout calcaire notée 1 , formée d'une vitre en verre en contact avec l'air extérieur à la température constante

T_a = 12^\circC

. À cause d'une eau comportant une concentration importante en minéraux au pH considéré, le calcaire et d'autres sels précipitent sur les autres parois. Ainsi les faces

2, 3, 4, 5

et 6 sont recouvertes d'une couche de tartre puis d'une couche de béton pour le maintien de la structure.

Figure 4 Numérotation des faces de l'aquarium

III.A - Renouvellement de l'eau

Dans un premier temps, on s'intéresse uniquement à la paroi 1 de l'aquarium. Elle est constituée de verre d'épaisseur

e_v = 1, 0 cm

et sépare l'eau de l'aquarium de l'air extérieur. Les caractéristiques du verre sont données en fin d'énoncé.
L'eau issue de la citerne d'approvisionnement est à la température initiale

T_(e, i) = 18^\circC

. L'aquarium était vide depuis suffisamment de temps pour considérer que celui-ci est à la température de l'air ambiant

T_a = 12^\circC

. On remplit progressivement l'aquarium avec l'eau de la citerne.
On suppose que le flux thermique dans la paroi de verre s'effectue totalement dans la direction

u⃗_x

(figure 5) et on note

T(x, t)

la température dans le verre.

Figure 5 Représentation de la paroi 1

Q 24. Justifier que le vecteur densité de flux thermique ne dépende que de la coordonnée

x : ȷ⃗_(th) = j_(th)(x, t)u⃗_x

. On admet qu'au sein de la paroi de verre, le champ des températures

T(x, t)

vérifie l'équation différentielle

ρ_v c_v(\partialT)/(\partialt) = λ_v(\partial^2 T)/(\partialx^2).

Q 25. Comment appelle-t-on le coefficient

(λ_v)/(ρ_v c_v)

? En quelle unité s'exprime-t-il ?
Q 26. Exprimer la durée

τ

nécessaire à l'établissement du régime stationnaire. Calculer sa valeur numérique.

III.B - Régime stationnaire

On se place désormais dans le cas où le régime stationnaire est atteint.
Q 27. Déterminer l'évolution de la température

T(x)

selon l'axe (

Ox

) dans la paroi de verre 1 . On suppose que

T(0) = T_(e, i)

T(e_v) = T_a

.
Q 28. Donner une représentation graphique de

T(x)

III.C - Pertes de puissance thermique

Les poissons de cet aquarium ont besoin d'une température d'eau constante

T_e = 18^\circC

. On suppose que cette condition est réalisée grâce à un dispositif de chauffage. On se place en régime stationnaire.

III.C.1) Pertes par conduction thermique

On suppose que les autres parois (

2, 3, 4, 5

et 6 ) sont constituées d'une couche de tartre d'épaisseur

e_t = 1, 0 mm

, de conductivité thermique

λ_t = 0, 78 W \cdot K^(- 1) \cdot m^(- 1)

, puis d'une couche de béton d'épaisseur

e_b = 10 cm

de conductivité thermique

λ_b = 1, 7 W \cdot K^(- 1) \cdot m^(- 1)

(figure 6).
On ne tient compte dans cette section que du transfert thermique par conduction.
Q 29. En raisonnant sur une analogie électrique, exprimer la résistance thermique de conduction

R_(cond)

d'une plaque d'aire

S

, d'épaisseur

e

constituée d'un matériau de conductivité thermique

λ

.
On s'intéresse à une seule des cinq parois modélisées par une couche de tartre et une couche de béton.
Q 30. Déterminer l'expression puis la valeur de la résistance thermique de conduction

R_(cond)

, comprise entre les abscisses

x = 0

x_2

, équivalente à l'association de la couche de tartre suivie de la couche de béton.

III.C.2) Prise en compte de pertes convectives et du rayonnement

Les transferts convectifs entre la paroi de béton et l'air sont modélisés par la loi de Newton donnant le flux convectif

Φ_(conv) = h_(conv)S(T(x_2) - T_a)

Figure 6 Représentation des parois 2 à 6

où

h_(conv) = 14 W \cdot m^(- 2) \cdot K^(- 1), S

est l'aire de la paroi,

T(x_2)

la température du béton à l'abscisse

x_2

T_a = 12^\circC

la température de l'air ambiant.
On note

R_(conv)

la résistance thermique associée au transport convectif.
Le transfert thermique par rayonnement entre la paroi de béton et l'extérieur est modélisé par le flux de rayonnement total

Φ_(ray) = h_(ray)S(T(x_2) - T_a) avec h_(ray) = 4εσT_a^3

où

σ = 5, 7 \times 10^(- 8) W \cdot m^(- 2) \cdot K^(- 4)

est appelée constante de Stefan-Boltzmann,

ε = 0, 90

est l'émissivité du béton caractérisant l'efficacité du transfert radiatif.
On note

R_(ray)

la résistance thermique associée au transport radiatif.
Q 31. Pour une seule des cinq parois modélisées par une couche de tartre et une couche de béton, exprimer

R_(conv)

R_(ray)

. Déterminer leurs valeurs numériques.
Q 32. Pour une seule des cinq parois modélisées par une couche de tartre et une couche de béton, exprimer la résistance thermique

R_(th)

tenant compte des différents modes de transfert de la chaleur en fonction de

R_(cond)

R_(conv)

R_(ray)

. On s'appuiera sur un schéma électrique équivalent. Déterminer la valeur de

R_(th)

.
Q 33. On suppose que la température du tartre à l'interface eau-tartre est égale à celle de l'eau

(T(0) = T_e

. Exprimer et calculer la température

T(x_2)

sur la paroi de béton.

III.C.3) Bilan des pertes thermiques

Q 34. Calculer la résistance thermique de la paroi de verre 1 en tenant compte des transferts thermiques par conduction, convection et rayonnement. On donne, pour l'interface verre-air,

h_(conv, v) = 30 W \cdot m^(- 2) \cdot K^(- 1)

et l'émissivité du verre

ε_v = 0, 90

. On suppose que la température du verre à l'interface eau-verre est égale à celle de l'eau.
Q 35. Estimer la puissance thermique perdue à travers l'ensemble des parois de l'aquarium. Quelle solution peut-on envisager pour limiter ces pertes ?

Données et formulaire

Accélération de la pesanteur	$g = 9, 8 m \cdot s^(- 2)$
Masse volumique de l'eau	$ρ = 1, 0 \times 10^3 kg \cdot m^(- 3)$
Viscosité de l'eau	$η = 1, 0 \times 10^(- 3) Pa \cdot s$
Masse volumique du verre	$ρ_v = 2, 5 \times 10^3 kg \cdot m^(- 3)$
Conductivité thermique du verre	$λ_v = 1, 1 W \cdot K^(- 1) \cdot m^(- 1)$
Capacité thermique massique du verre	$c_v = 720 J \cdot K^(- 1) \cdot kg^(- 1)$

Couples oxydant-réducteur et potentiels standards À 298 K et pour

pH = 0

Couple oxydant-réducteur	Valeur du potentiel standard
$Mn^(3 +)(aq)/Mn^(2 +)(aq)$	$1, 51 V$
$O_2(g)/H_2 O$	$1, 23 V$
$I_2(aq)/I^-(aq)$	$0, 62 V$
$S_4 O_6^(2 -)(aq)/S_2 O_3^(2 -)(aq)$	$0, 08 V$

Masses molaires

Espèce chimique	Valeur de la masse molaire
Soude $(NaOH)$	$40 g \cdot mol^(- 1)$
Chlorure de manganèse (II)	$126 g \cdot mol^(- 1)$
Dioxygène $(O_2)$	$32 g \cdot mol^(- 1)$
Iodure de potassium (KI)	$166 g \cdot mol^(- 1)$

Figure 7 Diagramme de Moody

Questions fréquentes

4 questions

Sur quels chapitres porte Physique-chimie 2 TSI Centrale 2024 ?

Le sujet porte sur la mécanique des fluides et les pertes de charge, la chimie des solutions aqueuses avec un dosage par la méthode de Winkler, et la conduction thermique avec le rayonnement.

Le sujet Physique-chimie 2 TSI Centrale 2024 sur l'aquarium est-il difficile ?

Le rapport indique que les trois parties ont été réussies de manière équivalente en moyenne, avec des questions de début accessibles et des difficultés croissantes, notamment sur le dosage et les résistances thermiques.

Quelles erreurs le jury a-t-il le plus relevées sur ce sujet ?

L'oubli des pertes de charge dans la relation de Bernoulli, une mauvaise compréhension du changement de milieu dans le dosage du dioxygène, et une analogie électrique mal maîtrisée pour la puissance thermique.

Faut-il bien maîtriser le dosage par la méthode de Winkler pour ce sujet ?

Oui, la partie II du sujet y est entièrement consacrée et le rapport indique que ce dosage a dérouté la majeure partie des candidats.

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Quelques facettes d＇un aquarium

I Vidange et approvisionnement en eau de mer d＇un aquarium

I．A－Vidange d＇un aquarium

I．B－Pompage de l＇eau de mer

II Contrôle de la qualité de l'eau de l'aquarium

II.A - Étude préliminaire de diagrammes E - pH superposés

II.B - Dosage du dioxygène dissous dans l'eau par la méthode de Winkler

Protocole

III Déperditions thermiques à travers les parois de l'aquarium

III.A - Renouvellement de l'eau

III.B - Régime stationnaire

III.C - Pertes de puissance thermique

III.C.1) Pertes par conduction thermique

III.C.2) Prise en compte de pertes convectives et du rayonnement

III.C.3) Bilan des pertes thermiques

Données et formulaire

Masses molaires

Questions fréquentes

Sur quels chapitres porte Physique-chimie 2 TSI Centrale 2024 ?

Le sujet Physique-chimie 2 TSI Centrale 2024 sur l'aquarium est-il difficile ?

Quelles erreurs le jury a-t-il le plus relevées sur ce sujet ?

Faut-il bien maîtriser le dosage par la méthode de Winkler pour ce sujet ?

Commentaires• Centrale Physique Chimie 2 TSI 2024

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II.A - Étude préliminaire de diagrammes $E$ - $pH$ superposés