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Post-bac

Évolution temporelle d’un système et mécanismes réactionnels

3 résultats trouvés dont 3 affichés
  • Synthèse industrielle d'un précurseur dans la synthèse d'un additif de peintures : l'acide alpha-naphtalènesulfonique Nouvelle fenêtre

    Travail réalisable par les étudiants en autonomie. Ce travail peut être envisagé lors des chapitres de chimie organique du premier semestre. Cette activité permet de réinvestir des notions de cinétique vues précédemment et constitue une approche des notions de contrôle cinétique et thermodynamique en chimie organique. Cette activité peut par exemple être réalisée par les étudiants lors d'un devoir à la maison en téléchargeant un logiciel de simulation ou un logiciel de calcul formel gratuit, et une discussion peut être réalisée par la suite en classe. Approche choisie : Cet exercice, basé sur plusieurs documents, pose une question ouverte sur une stratégie de synthèse industrielle. À travers les différents documents, les étudiants découvrent la notion de contrôle cinétique et contrôle thermodynamique et choisissent alors des conditions opératoires répondant à l'objectif de synthèse recherché. Les étudiants sont invités à résoudre un problème contextualisé autour de problématiques industrielles, en proposant une résolution numérique.
    Zone académique : Paris
  • Quel mécanisme pour la saponification ? (PCSI) Nouvelle fenêtre

    Approche choisie : cette activité est basée sur l'étude de plusieurs documents. Les compétences « extraire et exploiter», « formuler des hypothèses » et « analyser des résultats expérimentaux » sont valorisées dans cet exercice, basé sur une question ouverte. Thèmes : Les thèmes abordés ici sont ceux de la cinétique (mécanismes réactionnels) et de la chimie organique. Cette activité permet de mobiliser des connaissances du cours de cinétique et constitue une introduction à l'aspect mécanistique de la chimie organique. Les notions de site donneur, site accepteur, flèche courbe, déjà vues en Terminale S, peuvent être réactivées lors de cette activité. Des notions de stéréochimie sont aussi réinvesties. Cette activité peut être proposée en fin des cours de cinétique et de stéréochimie et avant le cours de chimie organique.
    Zone académique : Paris
  • Des radionucléides au service du diagnostic médical (PCSI) Nouvelle fenêtre

    Approche choisie : cette activité est basée sur l'étude de plusieurs documents. Elle répond à l'objectif suivant du bulletin officiel: « à partir de documents autour des radionucléides, aborder leur utilisation, stockage ou retraitement ». Dans cette activité, les compétences « extraire et exploiter », « analyser des résultats expérimentaux » et « communiquer de façon écrite » sont valorisées. Thème : le thème abordé ici est celui de la cinétique. A partir de données expérimentales, l'étudiant est amené à établir une loi cinétique d'ordre 1 pour la réaction de désintégration de radionucléides. Le contexte choisi est celui d'un examen médical, la scintigraphie thyroïdienne. L'étudiant est amené à mobiliser ses connaissances du cours de cinétique pour répondre à une problématique en lien avec la médecine et une problématique en lien avec la gestion des déchets radioactifs.
    Zone académique : Paris

Molécules et solvants

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  • CO2, un fluide supercritique Nouvelle fenêtre

    PCSI-premier semestre Activité réalisable par les étudiants en autonomie. Discussion possible en classe. Objectifs Analyser le rôle des fluides supercritiques en génie des procédés dans le cadre d'une chimie respectueuse de l'environnement. Description Activité réalisable en autonomie par les étudiants. Discussion possible en classe. Thème : Cette activité répond à l'objectif suivant du bulletin officiel: « à partir de documents, analyser le rôle des fluides supercritiques en génie des procédés dans le cadre d'une chimie respectueuse de l'environnement »  Approche choisie : cette activité est basée sur l'étude de plusieurs documents écrits et d'une vidéo. Elle peut être faite après avoir revu les transformations physiques et les diagrammes d'état des corps purs. Elle permet aussi d'introduire le thème de la Chimie verte, fil conducteur du programme qui sera revu dans l'étude des « molécules et solvants » et des « stratégies de synthèse ». Travail à réaliser Compléter le document 2 en donnant le nom de l'état physique dans chacune des quatre zones 1, 2, 3 et 4 puis donner les particularités des points b et c. Quel est l'état physique du dioxyde de carbone à 40 °C sous 800 bar (on rappelle que T(K) = T (°C) + 273 et P(bar) = 10-5×P(Pa)) ? Comment revenir à l'état gazeux ? Proposer des conditions expérimentales d'utilisation du CO2 supercritique pour réaliser une extraction efficace d'espèces chimiques. On prendra l'exemple de l'extraction du naphtalène pour argumenter la réponse. Justifier que le solvant CO2 supercritique réponde au cahier des charges d'une Chimie verte.
    Zone académique : Paris

Structure, réactivité et transformations en chimie organique

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  • Synthèse industrielle d'un précurseur dans la synthèse d'un additif de peintures : l'acide alpha-naphtalènesulfonique Nouvelle fenêtre

    Travail réalisable par les étudiants en autonomie. Ce travail peut être envisagé lors des chapitres de chimie organique du premier semestre. Cette activité permet de réinvestir des notions de cinétique vues précédemment et constitue une approche des notions de contrôle cinétique et thermodynamique en chimie organique. Cette activité peut par exemple être réalisée par les étudiants lors d'un devoir à la maison en téléchargeant un logiciel de simulation ou un logiciel de calcul formel gratuit, et une discussion peut être réalisée par la suite en classe. Approche choisie : Cet exercice, basé sur plusieurs documents, pose une question ouverte sur une stratégie de synthèse industrielle. À travers les différents documents, les étudiants découvrent la notion de contrôle cinétique et contrôle thermodynamique et choisissent alors des conditions opératoires répondant à l'objectif de synthèse recherché. Les étudiants sont invités à résoudre un problème contextualisé autour de problématiques industrielles, en proposant une résolution numérique.
    Zone académique : Paris
  • Quel mécanisme pour la saponification ? (PCSI) Nouvelle fenêtre

    Approche choisie : cette activité est basée sur l'étude de plusieurs documents. Les compétences « extraire et exploiter», « formuler des hypothèses » et « analyser des résultats expérimentaux » sont valorisées dans cet exercice, basé sur une question ouverte. Thèmes : Les thèmes abordés ici sont ceux de la cinétique (mécanismes réactionnels) et de la chimie organique. Cette activité permet de mobiliser des connaissances du cours de cinétique et constitue une introduction à l'aspect mécanistique de la chimie organique. Les notions de site donneur, site accepteur, flèche courbe, déjà vues en Terminale S, peuvent être réactivées lors de cette activité. Des notions de stéréochimie sont aussi réinvesties. Cette activité peut être proposée en fin des cours de cinétique et de stéréochimie et avant le cours de chimie organique.
    Zone académique : Paris
  • Introduction au vocabulaire utilisé en chimie organique - Synthèse de la méthadone (PCSI) Nouvelle fenêtre

    A partir d'un exemple de synthèse (la méthadone), l'étudiant est amené à reconnaître les différentes réactions de chimie organique qui sont définies dans un document annexe qui ont déjà été étudiées en classe de terminale. Un exemple de sélectivité en chimie organique est aussi abordé à partir de l'addition électrophile de HBr sur un dérivé éthylénique. La compétence « extraire et exploiter des informations », est valorisée dans cet exercice, qui peut être proposé comme introduction au cours de chimie organique, notamment pour réactiver les notions déjà étudiées au lycée et pour préciser les objectifs visés par cette première partie de chimie organique : la stratégie de synthèse.
    Zone académique : Paris
  • Dédoublement d'un mélange racémique (PCSI) Nouvelle fenêtre

    Objectif :Proposer un protocole expérimental pour la mise en œuvre d'un dédoublement de mélange racémique. Montrer l'importance du concept de diastéréoisomérie dans ce procédé de dédoublement. Approche choisie : A partir de plusieurs documents d'origine variée (article de revue scientifique en anglais, texte original de van't Hoff, tableaux de données physico-chimiques), un protocole détaillé pour la mise en œuvre d'un dédoublement de mélange racémique doit être proposé par les étudiants. Cette activité permet de réinvestir des notions comme stéréoisomérie, mélange racémique, propriétés comparées d'énantiomères et de diastéréoisomères, qui ont été vues en Terminale S. Cette approche documentaire peut être envisagée en début du cycle de stéréochimie de PCSI, cela permet de réinvestir des notions étudiées en Terminale S et faire le lien avec le cours de stéréochimie de PCSI.
    Zone académique : Paris

Transformations chimiques en solutions aqueuses

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  • Analyse de la synthèse de la dexfenfluramine Nouvelle fenêtre

    Travail réalisable par les étudiants en autonomie. Ce travail peut être envisagé en fin du cycle de chimie organique. Les étudiants sont invités à analyser une synthèse de chimie organique et à réaliser une fiche bilan regroupant des stratégies utiles en synthèse organique, qui permet de consolider les apprentissages des concepts importants en chimie organique. Approche choisie : la réflexion concernant la stratégie de synthèse est valorisée dans cet exercice. En effet, les notions de sélectivité et d'activation par synthèse préalable d'un dérivé plus réactif apparaissent dans l'analyse de la synthèse proposée. Les outils de description de la synthèse (grands types de transformation, différents groupes fonctionnels et leur réactivité, etc) sont aussi utilisés pour réaliser l'analyse de la synthèse.
    Zone académique : Paris

Électricité

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  • Étude d'un haut-parleur à basse fréquence avec une pièce de monnaie (MPSI/PCSI) Nouvelle fenêtre

    Objectif Le but est d'essayer de déterminer expérimentalement les principales caractéristiques d'un haut-parleur connu sous le terme de paramètres de Thiele et Small. Introduction Notions essentielles sur les haut-parleurs. Etude en commun : (30 minutes) On se propose dans cette séance de déterminer R, L et k, m. On dispose uniquement sur la table d'un GBF, de 2 multimètres, d'un haut parleur, de la patafix®, de pièces de monnaies, interrupteur 3 bornes, une balance sur la paillasse professeur. Comment peut-on déterminer la résistance R ? Comment peut-on déterminer séparément k et m ? II Travail individuel (1h) Faire le montage retenu. Présentation du montage expérimental retenu et vérification des connections. Procéder à la mesure de l'impédance électrique du haut parleur en fonction de la fréquence. Évaluer les incertitudes associées aux mesures. Présenter la courbe obtenue Déterminer la valeur de Re : Précision Comment détermine-t-on Le ? Que faut-il tracer pour déterminer Le. Justifier. Préciser le cas échant les hypothèses sur lesquels repose votre mesure. Donner Le avec sa précision. Comment déterminez-vous la pulsation de résonance ?0 ? Déterminer la pulsation de résonnance, ?0 avec sa précision. III Mise en commun des résultats : (30 minutes) Faire la moyenne des résultats trouvés pour Re par l'ensemble de la classe. En déduire la valeur de Re et précision. Faire la moyenne des résultats trouvés pour Le par l'ensemble de la classe. En déduire la valeur de Le et précision. Nous disposons d'un ensemble de valeurs de ?0 pour différentes masses ajoutées. Comment en déduire la valeur de la masse de la membrane ? Précisions. Comment en déduire la raideur de la membrane ? Précisions.
    Zone académique : Paris
  • Conversion de puissance Nouvelle fenêtre

    Niveau : PSI Plan Conversion électro-magnéto-mécanique à mouvement linéaire - Expérience introductive - Expression de la force (énergie magnétique, bilan énergétique, retour à l'expérience) - Applications Machine synchrone - Expérience introductive - Énergie magnétique et couple (champ créé par un enroulement statorique bipolaire, champ statorique tournant bipolaire diphasé, champ rotorique, énergie magnétique, couple, point de fonctionnement et stabilité en régime moteur, réalisation pratique du synchronisme, conversion électromécanique de l'énergie) Machine à courant continu - Description de la machine - Expression du couple et de la fem - Étude de la MCC en fonctionnement moteur Ce texte ne constitue pas un cours « clé en main », il s'agit d'un document d'accompagnement présentant quelques aspects du projet de nouveau programme de la ?lière PSI consacré à la conversion électromécanique de puissance. En particulier, cette présentation aborde le calcul des actions magnétiques s'exerçant sur un élément de fer doux, puis l'étude des machines électriques sans recourir au modèle des actions de Laplace s'exerçant exclusivement sur le cuivre.
    Zone académique : Paris
  • Fabrication d'un détecteur à boucle inductive (PCSI) Nouvelle fenêtre

    Objectifs Élaborer un protocole et un schéma de montage Réaliser les mesures, tracer une courbe et l'exploiter Utiliser un modèle physique et le confronter à l'expérience Cette activité est une synthèse de savoir faire étudiés séparément dans des activités précédentes : tracé de caractéristique statique, utilisation d'un amplificateur opérationnel (montage, problèmes de saturation, etc.), acquisition d'un signal par ordinateur, sensibilisation aux contraintes de la liaison masse, etc. Ce TP a été testé après 5 TP d'électronique : 1 centré sur le continu, 2 sur l'utilisation du GBF et de l'oscilloscope, 1 sur les régimes transitoires et sinusoïdaux forcés et 1 sur l'A.O. en régime linéaire. Le texte est volontairement succinct pour laisser une relative autonomie à l'élève afin de le laisser réinvestir ce qu'il a appris précédemment et d'observer ses réactions face à des problèmes nouveaux. Cette activité est uniquement formative. Il est l'occasion de faire le point avec les élèves sur l'état d'avancement de leurs savoir-faire expérimentaux en électronique. Elle peut également être couplée à un devoir en temps libre sur l'oscillateur à boucle inductive comme celui de l'épreuve de Centrale PSI 2007 (texte adapté pour la classe de PCSI)
    Zone académique : Paris

Mécanique

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  • Amortissement de chocs (Résolution de problème) Nouvelle fenêtre

    Objectifs : Résoudre un problème complexe en construisant son raisonnement et en faisant des choix (modèles, lois utiles...). Description : L'élève doit répondre à deux questions. Question préliminaire : Un cascadeur saute du quatrième étage d'un immeuble. Quelle doit être l'épaisseur du matelas qui le reçoit pour amortir sa chute a?n qu'il ne soit pas blessé ? Question : Pourquoi les voitures ont-elle une carrosserie déformable ? Pour un conducteur équipé d'une ceinture, à partir de quelle vitesse un choc frontal est-il fatal ?
    Zone académique : Paris
  • Étude d'un pendule conique (MPSI/PCSI) Nouvelle fenêtre

    L'activité expérimentale a pour but de : faire un tp « lowcost » : pas de coût supplémentaire pour la rentrée, les lycées disposant déjà de cet équipement ; illustrer le chapitre des forces centrales, les oscillateurs harmoniques et amortis ; discuter des modèles, des difficultés pour repérer les points, etc ; de répondre à l'item du programme suivant : Nature et méthode : Visualiser et décomposer un mouvement. Capacités exigibles : Enregistrer un phénomène à l'aide d'une caméra numérique et repérer la trajectoire à l'aide d'un logiciel dédié, en déduire la vitesse et l'accélération. Pré requis : Cours sur l'oscillateur et les forces centrales faits. Une présentation du logiciel aura été faite par le professeur pour en expliquer le fonctionnement. On peut aussi utiliser d'autres logiciels (aviméca, etc). Étude expérimentale : À l'aide d'une potence, d'une masse et d'un fil, mettre en mouvement le pendule. Placer la webcam et éclairer le champ de la manipulation avec une source puissante. Enregistrer la vidéo et la mettre sur l'ordinateur quand elle est réussie. Enregistrer environ 1,5 période. Exploitation : Lancer Latispro. Lancer nouvelle étude, préciser l'origine et l'étalon puis lancer la numérisation. Compte tenu de l'étude théorique, quel(s) modèle(s) proposez-vous pour x(t), y(t). Afficher et modéliser les lois horaires en x et y. Vérifier que la trajectoire est une ellipse si on néglige les frottements. Comment évolue l'énergie mécanique selon le modèle proposé ? Comment évolue le moment cinétique selon le modèle proposé ? Tracer les vecteurs vitesse et accélération. Commentaires.
    Zone académique : Paris
  • Méthode d'Euler avec Maple, logiciel de calcul formel. Nouvelle fenêtre

    Méthode d'Euler avec Maple
    Zone académique : Nancy-Metz
  • Méthode d'EULER avec un tableur Nouvelle fenêtre

    Résolution d'équations différentielles, Méthode d'Euler Runge Kutta.
    Zone académique : Nancy-Metz

Optique géométrique

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  • Photographie : ouverture, focale, vitesse Nouvelle fenêtre

    Approche documentaire : en comparant des images produites par un appareil photographique numérique, discuter l'influence de la focale, de la durée d'exposition, du diaphragme sur la formation de l'image. L'approche documentaire proposée comporte trois documents : Document 1 : un document texte, qui est directement adapté d'un site d'amateur de photographie, présentant les effets des principaux paramètres physiques (vitesse, ouverture, focale) sur l'image obtenue. On a volontairement conservé les termes usuels en photographie qui diffèrent souvent du langage du physicien. Document 2 : un document photographique proposant des illustrations simples des effets en jeu, dans l'ordre : la vitesse, l'ouverture, la focale, l'esthétique. Document 3 : un exemple de fiche d'exploitation. Plusieurs scénarios pédagogiques peuvent être mis en place autour de cette approche documentaire selon les objectifs pédagogiques recherchés, la classe, le mode de restitution choisi…
    Zone académique : Paris

Propagation d’un signal

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  • La physique du ukulélé Nouvelle fenêtre

    Le but de ce TP est de retrouver le maximum de caractéristiques de l'instrument : Par une analyse dimensionnelle, établir l'expression de la vitesse de propagation de la déformation c en fonction de sa masse par unité de longueur µ et de la tension T de la corde. Proposer une méthode pour mesurer la célérité c, de propagation de la déformation dans la corde. Peut-on vérifier quantitativement ou qualitativement la loi précédente ? Peut-on vérifier à quelle note correspond une position sur une corde ? Justifier la loi de répartition des frettes ? Enregistrer des battements. En déduire une méthode pour accorder l'instrument. Pré requis : Cours sur les ondes. Le T.P. pour les élèves de MPSI et PCSI a pour but : · de faire un tp « lowcost » : un ukulélé coute 15 euros environ, le reste est déjà au lycée. · de répondre à l'item du programme suivant : Nature et méthode Ondes stationnaires mécaniques. Capacités exigibles Mettre en œuvre un dispositif expérimental permettant d'analyser le spectre du signal acoustique produit par une corde vibrante.
    Zone académique : Paris
  • Conversion Analogique-Numérique - Liens avec les incertitudes Nouvelle fenêtre

    L'idée de cette activité est d'introduire naturellement et progressivement, sur un exemple simple, l'effet de discrétisation introduit par la Conversion Analogique-Numérique (CAN). On étudiera également la méthode statistique d'estimation d'une grandeur et d'évaluation de l'incertitude élargie pour un intervalle de confiance donné. Ce document n'a pas pour ambition une étude exhaustive de ces aspects : il faut plutôt le voir comme une amorce de réflexion, certaines questions restant parfois en suspens et de nombreux paragraphes pouvant être considérablement approfondis. Activité expérimentale au cours de laquelle les élèves réalisent des séries de mesures de tension à l'aide d'une carte d'acquisition en utilisant plusieurs calibres. Les données obtenues sont étudiées à l'aide d'un tableur-grapheur pour faire ressortir la discrétisation analogique-numérique et l'influence du calibre.
    Zone académique : Paris
  • Étude d'un filtre ADSL (MPSI/PCSI) Nouvelle fenêtre

    Objectifs faire un tp « lowcost » : une prise coûte 3 euros environ, le reste est déjà au lycée. L'oscilloscope et le décibel-mètre étant dans l'ancien programme ; illustrer les problèmes de masses (on doit utiliser une entrée différentielle pour l'oscilloscope) ; discuter les limites en fréquence d'un appareil, apprendre à utiliser l'échelle logarithmique ; savoir mesurer Fc à -3 dB. répondre à l'item du programme suivant : Nature et méthode : Agir sur un signal électrique à l'aide des fonctions simples (isolation, amplification, filtrage). Capacités exigibles : Gérer, dans un circuit électronique, les contraintes liées à la liaison entre les masses. Mettre en oeuvre les fonctions de base de l'électronique réalisées par des blocs dont la structure ne fait pas l'objet d'une étude spécifique. Pré requis : cours sur les filtres. Travail à réaliser : Proposer un protocole expérimental permettant de faire une étude rapide du filtre « Gigone ». En particulier pour déterminer expérimentalement la nature du filtre, son ordre et sa fréquence de coupure. On dispose sur la table : 1 filtre ADSL, 1 GBF , 1 millimètre décibel mètre, d'un oscilloscope, d'une entrée différentielle, d'une boite de résistances variables, cartes sysam, logiciels Latis pro, oscillo 5. Mettre en œuvre le montage retenu et vérifier qualitativement que le filtre possède les propriétés attendues. Montrer que le filtre réalise sa fonction Définir les conditions d'utilisation des instruments de mesure, réaliser et régler les dispositifs expérimentaux Vérifier quantitativement que le filtre possède les propriétés attendues. Déterminer en particulier la fréquence de coupure.
    Zone académique : Paris
  • Structures spaciales périodiques et laser Nouvelle fenêtre

    Cette activité expérimentale porte sur l'exploration de supports d'information numérique par interférométrie. Il s'agit d'exploiter la périodicité spatiale à une ou à deux dimensions d'une surface réfléchissante pour déterminer la distance entre deux pistes d'un CD ou d'un DVD ainsi que la taille du pixel d'un capteur optique CCD ou CMOS. Lors d'une séance précédente, les étudiants ont été familiarisés avec le goniomètre ainsi qu'avec la relation de Bragg des réseaux par réflexion. La séance peut s'organiser en deux sous groupes : - La moitié du groupe doit mesurer le pas d'un CD à l'aide du goniomètre en autonomie pendant une heure. - L'autre moitié utilise un laser et un dispositif expérimental simple et très bon marché (en une heure) : - mesurer le pas du CD et de le comparer à celui d'un DVD - mesurer la taille du pixel d'un capteur d'appareil photo numérique ou d'une Webcam en réalisant une figure de diffraction qu'il s'agit ensuite d'interpréter. - mettre en évidence la présence d'un filtre de couleurs RVB (filtre Bayer) ainsi que la disposition des couleurs dans le motif élémentaire de ce filtre.
    Zone académique : Paris