Concours général physique-chimie lycée 2021Sujet et rapport du jury
Concours général Physique-Chimie - Sujet 2021, classes de terminale voie générale spécialité physique-chimie
- Rayonnement thermique et loi de Stefan-Boltzmann
- Bilan radiatif et effet de serre
- Mouvement et seconde loi de Newton
- Condensateur et puissance électrique
- Schémas de Lewis et énergie de liaison
- Cinétique chimique
- Titrages et réactions acide-base
- Programmation en Python
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Présentation du sujet
Le temps d'un nuage : bilan radiatif, formation des nuages, chimie atmosphérique et effet des nuages sur le rayonnement infrarougeAfficher ou masquer la section
Présentation du sujet
Le sujet étudie la physique et la chimie des nuages et leur rôle dans le bilan radiatif infrarouge de la Terre, en quatre parties largement indépendantes. Il part de l'équilibre radiatif des planètes et de l'effet de serre, modélise la formation d'un nuage et la chute d'une goutte, traite l'oxydation des polluants et le titrage d'une eau de pluie acide, puis exploite des observations satellitaires.
- 1Partie I : température de surface d'une planèteLoi de Stefan-Boltzmann, albédo et bilans de puissance pour une planète sans atmosphère puis avec effet de serre.
- 2Partie II : formation des nuagesAscension isentropique d'une masse d'air avec un code Python, chute d'une goutte de pluie et résolution de problème sur l'énergie d'un coup de foudre.
- 3Partie III : chimie de l'atmosphère et pluie acideCréation du radical hydroxyde, cinétique de formation de l'acide nitrique et titrage d'une eau de pluie acide.
- 4Partie IV : effet des nuages sur le rayonnement infrarougeObservation satellitaire de la couverture nuageuse et estimation de la contribution des nuages opaques et fins au bilan infrarouge.
L'épreuve en chiffres
2 094 copiesAfficher ou masquer la section
L'épreuve en chiffres
- Copies
- 2 094
Source : rapport du jury. Notes publiées par le concours (après harmonisation le cas échéant). Courbe : estimation par une loi normale.
Ce qu'a observé le jury
6 erreurs relevéesAlbédo et homogénéité · Bilans thermiques incomplets · Projection de la seconde loi de NewtonAfficher ou masquer la section
Ce qu'a observé le jury
6 erreurs relevéesLe jury se réjouit que de nombreux candidats aient traité beaucoup de questions et salue d'excellentes prestations. Les questions ouvertes et la résolution de problème ont été abordées par beaucoup et ont rapporté des points. Les principales faiblesses portent sur l'homogénéité, les signes, la lecture des documents et certaines notions de chimie.
Les erreurs les plus sanctionnées
- 1Albédo et homogénéitéQ3
L'introduction de l'albédo dans la puissance absorbée a produit beaucoup d'expressions non homogènes.
« L'utilisation de l'albédo dans l'expression de la puissance absorbée a mené à beaucoup d'erreurs d'homogénéité. »
- 2Bilans thermiques incompletsQ8, Q9
Faute d'avoir bien lu la figure, certains n'ont pas pris en compte tous les flux dans les bilans.
- 3Projection de la seconde loi de NewtonQ22, Q30
Les erreurs de signe sur l'axe vertical descendant et sur le volume d'une boule ont été fréquentes. La poussée d'Archimède est rarement discutée.
« Le jury a noté de nombreuses erreurs de signe lors de la projection de la seconde loi de Newton sur l'axe vertical descendant. »
- 4Radicaux et énergie de liaisonQ32, Q34
Les schémas de Lewis de radicaux sont souvent faux, et l'énergie molaire de liaison est confondue avec l'énergie d'une seule liaison.
« L'énergie molaire de liaison a souvent été confondue avec l'énergie d'une unique liaison covalente. »
- 5Unités et titrage à deux équivalencesQ36, Q51
Des confusions entre mol par cm3 et molécules par cm3 apparaissent, et la seconde équivalence est mal exploitée : il fallait utiliser la différence des volumes équivalents.
- 6Lecture de graphiqueQ62
L'ordonnée à l'origine ne pouvait pas être lue directement, l'axe des abscisses ne commençant pas à 0.
Ce qui a été bien réussi
- L'utilisation de la loi de Stefan a été bien réussie (question 1).
- Le terme d'effet de serre est connu de la majorité des candidats (question 12).
- Beaucoup ont su s'approprier un code Python et écrire une ligne de code (questions 17 et 18).
- Les relations d'électrocinétique utiles à la résolution de problème sont majoritairement connues (question 31).
- La discussion des formes prédominantes de l'acide carbonique compare souvent le pH au pKa (question 46).
Conseils du jury
- Vérifier l'homogénéité des expressions littérales.
- Prendre en compte tous les flux indiqués sur un document avant d'écrire un bilan.
- Commenter les résultats numériques d'une résolution de problème en les comparant à des ordres de grandeur usuels.
- Équilibrer les équations de réaction et soigner les unités de concentration.
Synthèse rédigée par WikiPrépa à partir du rapport officiel du jury (à télécharger en PDF). Les citations sont extraites du rapport.
Description
Sujet officiel Concours général lycée en physique-chimie, session 2021.
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Questions fréquentes
4 questionsSur quoi porte le sujet de physique-chimie du concours général 2021 ?Afficher ou masquer la section
Questions fréquentes
4 questionsSur quoi porte le sujet de physique-chimie du concours général 2021 ?
Sur les nuages : équilibre radiatif des planètes et effet de serre, formation d'un nuage et chute d'une goutte, chimie des polluants et pluie acide, puis effet des nuages sur le rayonnement infrarouge terrestre.
Quelles erreurs le jury a-t-il relevées au concours général de physique-chimie 2021 ?
Des expressions non homogènes avec l'albédo, des erreurs de signe en projetant la seconde loi de Newton, des schémas de Lewis de radicaux faux et une mauvaise exploitation de la seconde équivalence du titrage.
Combien de candidats ont passé le concours général de physique-chimie en 2021 ?
Le rapport indique 2094 candidats ayant concouru, sur 2177 inscrits.
Comment se préparer au concours général de physique-chimie avec le sujet 2021 ?
Travailler les bilans radiatifs, la seconde loi de Newton, les schémas de Lewis, la cinétique et les titrages, et s'entraîner aux résolutions de problème en commentant les ordres de grandeur.
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