Physique #2

Cette fois un exercice plus expérimental...
On utilise le montage de la figure 33 dans lequel le générateur de tension a une fém E = 8,0 V et la résistance R = 25 kOhm. Un oscilloscope à mémoire enregistre la tension aux bornes du condensateur lorsqu'on ferme l'interrupteur S d'abord dans la position 2, puis dans la position 1. Les courbes sont regroupées dans la figure 34.
1) Établir les équations différentielles vérifiées par q la charge du condensateur (initialement déchargé) selon la position de l'interrupteur. (On prendra le courant algébrique circulant de l'interrupteur vers le condensateur et q sur l'armature qui porte CH1) Remarque : cette question est indépendante des autres mais permet de retravailler l'algèbre
2) Utiliser la courbe a pour déterminer la valeur de la capacité du condensateur : expliciter votre raisonnement.
3) Utiliser la courbe b pour déterminer avec le maximum de précision la pseudo-période des oscillations. En déduire la valeur de l'inductance de la bobine.

Figures :

Chimie #2 : Nomenclature

Nous allons voir un peu de nomenclature. Je ne connais pas exactement les types de substituants que vous avez déjà vus.
1- Nommer les composés suivants :



2- Quel est le nombre minimum de carbones nécessaire pour former un alcool secondaire, une amine tertiaire, une cétone, un ester, un étheroxyde, un nitrile. Nommer les composés obtenus.
3- Représenter les formules semi-développées des composés suivants :
a) 2-chloro-3-méthylpent-2-ène.
b) acide 3-méthylbut-2-ènoïque.
Pour cette dernière question, dites-moi simplement si cela vous pose un problème.

Correction :
Quelques précisions d'abord sur la nomenclature, avec les règles principales :

• On cherche d'abord la chaîne la plus longue qui servira à donner le nom de la molécule à partir de l'alcane correspondant.
• On numérote cette chaîne en choisissant le sens de manière à avoir l'indice le plus petit le plus petit possible.
• On met une fonction en suffixe, et une seule, sauf alcène et alcyne.

Si on a dans une même molécule un alcool et une cétone, on ne peut pas terminer en -ol ou en -one le nom de la molécule. Il faut choisir et mettre la deuxième fonction en substituant. Le groupe -OH se nomme hydroxy, le groupe =O se nomme oxo.
Pour savoir qui on met en suffixe et qui on met en substituant, on a un ordre donné par la nomenclature.

• Ensuite on indique les différents subtituants par ordre alphabétique, avec leur position dans la chaîne. Les chaînes ramifiées ont des noms communs tels que isopropyl, tertiobutyl, etc... et un nom systématique (je ne détaille pas la façon de les nommer).

Voici un rappel ou des précisions sur quelques groupes fonctionnels donnés dans un ordre de priorité croissant.

Nom	Suffixe	Préfixe
Amine N...	-amine	amino
thiol -SH	-thiol	mercapto
Alcool -OH	-ol	hydroxy
cétone C=O	-one	oxo
aldéhyde : RCH=O	-al	oxo
R-CN	-nitrile	cyano
Halogénure d'alkoyle : RCX=O	-anoyle halide
acide carboxylique RCOOH	acide -oique	carboxy
ester RCOOR'	-oate

Si vous désirez en savoir plus, je vous propose ce lien.
On a donc en appliquant ces règles au 1- :

3-méthylpentan-2-ol
1-amino-2-méthylbutan-3-one
Le groupe amine est moins important que la fonction cétone : c'est donc elle qui est en suffixe.
2,4-diméthylpent-1-ène
acide 3-méthylbutanoïque
2-méthyl-1-phénylpropan-1-one

2- Alcool secondaire : le propan-2-ol (3C)
Amine tertiaire N(CH₃)₃ triméthylamine ou N,N diméthylméthylamine
Étheroxyde (ou éther) CH₃-O-CH₃ méthoxyméthane
Ester : HCOOCH₃ méthanoate de méthyle
Cétone : CH₃COCH₃ propanone ou acétone
Nitrile CH₃-CN éthanenitrile ou acétonitrile

Pour conclure, les ordres de préférences ne sont pas à connaître, et le plus important dans tout cela est de savoir représenter une molécule à partir de son nom. C'est ce qui est nécessaire lors de la résolution d'un exercice de chimie organique. La nomenclature d'une fonction est rappelée en cours lors de la présentation du chapitre correspondant.

Chimie #1 : Cinétique d'estérification

On étudie la réaction d’estérification suivante :

CH₃CH₂CH₂CH₂OH + CH₃COOH = CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃ + H₂O
Les conditions initiales sont les suivantes :

[CH₃COOH]₀=0,12 mol/L ; [CH₃CH₂CH₂CH₂OH]₀=4,2 mol/L

0- Nommer les deux réactifs et préciser la nature des fonctions chimiques qu’ils contiennent.

1- La réaction est-elle totale (on développera ce point au regard des conditions initiales)? Quelle espèce permet de la catalyser?

2- Définir la vitesse de la réaction à partir des concentrations de différentes espèces.
3- Nous savons que la vitesse de la réaction dépend des concentrations en solution. La relation explicite entre vitesse et concentration s’appelle loi de vitesse. Ici, dans les conditions de l’expérience, la loi de vitesse s’écrit : v(t)=k[ CH₃COOH](t)

a- Préciser l’unité de la constante k.
b- À l’aide de cette expression et de la question 2, proposer une expression de la concentration de l’acide acétique en fonction du temps.

4- On donne le tableau suivant :

t (min)	3	5	7	15	21	33
[ CH3COOH] (mol/L)	0,1064	0,0981	0,0906	0,0657	0,0516	0,0318

À l’aide des données, vérifier la validité du calcul précédent et calculer k.

Correction :
Correction partielle à l'aide de vos réponses. À compléter et à préciser svp.
0- butan-1-ol + acide éthanoïque (acide acétique) = acétate de butyle + eau
1- La réaction d'estérification n'est pas totale, mais elle l'est probablement ici, si on regarde les conditions opératoires.
Détaillons. Je n'en ai rien dit mais cette réaction est menée dans un solvant qui n'est pas l'eau, de manière à avoir réactifs et produits réunis dans une seule phase. Le quotient de réaction s'écrit donc bien [eau][ester]/([alcool][acide]). Ce quotient est égal à l'équilibre à la constante d'équilibre. C'est ainsi que Céline a calculé K°, en se basant sur les proportions vues en cours. Cependant, la valeur dépend de la nature du solvant. Mais admettons que cette valeur ne soit pas trop fausse, pour fixer les idées. Céline a mené un calcul pour aboutir au fait que la réaction est pratiquement totale dans les conditions de concentrations initiales. Expliquons ce résultat qualitativement. Imaginons que nous partons d'une situation d'équilibre résultant d'un mélange équimolaire d'acide et d'alcool. Si on ajoute de l'alcool, alors on voit dans l'expression de Q que celui-ci va diminuer puisque [alcool] augmente. Donc Q, qui au départ était égal à K°, est maintenant inférieur à K°. Donc l'évolution du système se produit dans le sens où Q augmente, donc sens direct avec formation d'ester. On constate donc que l'ajout de réactifs entraîne la réaction vers la droite. Un excès de réactifs rend la réaction quantitative (=quasi-totale) vis-à-vis du réactif limitant. On peut donc penser que la réaction sera ici quantitative, vues les proportions initiales.
À noter donc que la valeur de la constante d'équilibre n'est pas à connaître par cœur, un ordre de grandeur suffit.
Plus d'infos ici.
2- La définition de la vitesse de la réaction est v=1/V dx/dt.
Si on appelle n_i la quantité de matière du constituant i, et ν_i son coefficient stœhiométrique, on a n_i=n°_i-ν_ix donc on a une relation entre les variations de n_i et x selon :
dn_i=ν_idx

Cette relation fonctionne avec réactifs et produits à condition de prendre un coefficient algébrique, positif pour les produits et négatif pour les réactifs. On en déduit : v=1/V 1/ν_i dn_i/dt et à volume constant v=1/ν_idc_i/dt (c_i étant la concentration).
Donc ici v=-d[Butanol]/dt=-d[CH₃COOH]/dt

3- On a donc l'équation différentielle v=-d[CH₃COOH]/dt=k[CH₃COOH]
On la note -dc/dt=kc
La solution de cette équation est de la forme : c(t)=A exp(-kt). La valeur de A est fixée par le fait que c(t=0)=0,12=c°. On a donc c(t)=c) exp(-kt).
4- À l'aide l'expression précédente, on en déduit que k=-ln(c(t)/c°)/t
On calcule cette valeur pour tous les instants t du tableau (à l'exception de t=0). Comme on trouve à chaque fois la même valeur, cela implique que l'expression supposée était la bonne.
v est en mol/L/s, c en mol/L donc k=v/c est en s^-1. Attention le tableau donne le temps en minutes. Soit on convertit soit on donne la valeur de k en mn^-1. On trouve k=0,04 mn^-1.

Physique #1 : Circuit RC

Un générateur de fém E = 9,00 V et de résistance interne négligeable charge un condensateur de capacité C = 125 nF, initialement non chargé, à travers une résistance de valeur R = 82,0 kOhm.
1) Faire un schéma du montage en précisant le sens arbitraire choisi pour le courant.
2)Etablir l'équation différentielle à laquelle la charge q du condensateur obeit : on prendra soin de faire attention au sens des tensions (convention récepteur), à l'algébrisation des grandeurs (q, U, i...) , et au choix de l'armature sur laquelle on prend q.
3) Quelle est la limite de q(t) lorsque t tend vers l'infini ?
4) Déterminer l'expression de q(t) en résolvant l'équation différentielle de la question 2.
5)En déduire les expressions de i(t) - le courant circulant dans le circuit- et u(t) -la tension aux bornes du condensateur.

Figure :

Révisions de physique

Bonjour à tous,

Je complèterais le message de JS en précisant que les révisions de physique commenceront aussi le 15 Août avec les mêmes modalités que celles de chimie alors à mardi.... On commencera par l'électricité (RL, RC et RLC...) : vos prédecesseurs en SUP ont choisi ce domaine car c'est ce qu'ils auraient souhaité l'an passé (mais c'est vous qui allez inaugurer les révisions de physique).

Les révisions en vue

Comme nous l'avons indiqué dans les dossiers d'inscription, des révisions vous seront proposées à partir du 15 août. Je me chargerai de la chimie. Le but est de vous amener à revoir des points du programme de terminale, points qui ne vous semblaient peut-être pas important mais qui vous serviront à mieux appréhender le début d'année. Nous entreverrons également des domaines au programme de sup, et surtout vous pourrez mieux comprendre la façon dont vous seront posés les exercices, ce qu'on attend dans leur résolution.
Le principe est simple : un post sur le blog contient l'énoncé (soit dans le texte, soit en pièce jointe). Vous réfléchissez à sa résolution et commence alors un dialogue autour de l'exercice dans les commentaires. Lors de la validation de votre commentaire, vous indiquez votre pseudo (sans inscription nécessaire). Pas de commentaires anonymes SVP. Vous proposez votre solution. J'indique si la réponse est correcte, avec quelques commentaires et compléments. Toutes les remarques et précisions sont alors bienvenues. Si la réponse est erronée, ou si vous séchez, je propose quelques pistes. Vous ne devez pas hésiter à demander des précisions, ou des explications. Toute question, même si elle n'a pas de rapport direct avec la question, est bienvenue. Lorsqu'une solution satisfaisante est donnée, je modifie le message en y incluant la solution et je clos les commentaires. Plusieurs exercices seront donnés en parallèle, de manière à aborder différents thèmes.
Je vous demande de répondre en adoptant le pseudonyme de votre choix et de vous y tenir, pour la clarté de la conversation. Enfin, un français correct est de rigueur...
A mardi donc pour notre premier contact!
Vous pouvez consulter les archives de l'an passé pour voir comment cela s'était déroulé.

Programme des classes littéraires

Pour clarifier les idées, voici les œuvres au programme dans les classes littéraires.
À l'ENS de Fontenay-Saint-Cloud :

• Ronsard, Les Amours, premier livre, in Les Amours; les Folastries (1552-1560), éd. André Gendre, Livre
  de poche classique, 1993, ISBN 2-253-06549-8.
• Jean-Jacques Rousseau, Lettre à d’Alembert sur les spectacles, Flammarion, 2003, ISBN 2-08-071165-2.
• Prosper Mérimée, Théâtre de Clara Gazul, Gallimard, Folio, ISBN 2-07-037626-5.
• Marcel Proust, Albertine disparue, Gallimard, Folio classique, ISBN 2-07-038233-8.

ENS Ulm : concours A/L et B/L.

Thème de français des classes scientifiques

Le document joint au dossier d'inscription, concernant les œuvres à étudier, est semble-t-il peu clair. Les bizuths admis à Joffre à la rentrée 2006 doivent étudier en 2006-2007 le thème : «Puissances de l’imagination».

• Don Quichotte, Cervantès, volume I jusqu’au chapitre 32, traduction Aline Schulman, collections Points Seuil.
• Un amour de Swann, Marcel Proust.
• Recherche de la vérité, Malebranche, parties II et III du livre Deux, éditions pocket Agora.

Ce thème étudié en 2006-2007 sera présenté aux concours 2007 et 2008. En deuxième année, un nouveau thème s'ajoutera au programme présenté aux concours et sera dévoilé en mai 2007.

Français en CPGE

Programme pour les K2C option géo

Autour du thème Façades, péninsules et îles méditerranéennes en Europe, on lira avec profit :

• Sous la direction de Fernand Braudel, La Méditerranée, Flammarion 1986.
• Dominique Borne et Jacques Scheibling, La Méditerranée, Hachette Carré Géographie 2002.
• Jacques Bethemont, Le monde méditerranéen - Thèmes et problèmes géographiques, SEDES DIEM N°27 2001.
• www.ciheam.org, autour du développement durable.
• Le site du Ministère de l'équipement (transport et activités maritimes.
• geoconluences (dossier La Méditerranée, une géogrpahie paradoxale).

Quelques notes pour les futurs bizuths

La procédure se termine et vous avez peut-être reçu votre dossier d'inscription. Voici donc quelques précisions ou corrections.

• Les inscriptions en 1ère Année se feront en SALLE CLIO selon le calendrier établi dans le dossier d'inscription (et non la salle EUREKA).
• Ne pas tenir compte de la date buttoir qui figure sur la fiche de restauration (il est indiqué que cette fiche doit être retournée pour le 20 juin) : cette fiche est à inclure dans le dossier d'inscription en retour avec RDV pour les familles ou leur représentant ou bien encore : envoi du dossier par chronopost.
• Pour ce qui est du 1er paiement pour les internes : le montant est de 1 009.20 euros libellé à l'ordre de l'agent comptable du Lycée Joffre. Pour ce qui est du 1er paiement pour les internes-externés : le montant est de 822.00 euros libellé à l'ordre de l'agent comptable du Lycée Joffre. Le montant de la sécurité sociale est de 189.00 euros libellé à l'ordre de l'agent comptable du Lycée Joffre.

Admission en deuxième année (suite)

La date limite d'envoi des dossiers de candidature pour une admission en deuxième année est fixée au 1er juillet, la commission se réunissant le 3 juillet. La liste des pièces à joindre est rappelée ici. N'hésitez pas à joindre toute pièce pouvant appuyer votre demande ou expliquer votre cas particulier.

Admission en deuxième année

La procédure d'admission en deuxième année, pour les élèves extérieurs au Lycée, débouche sur la réunion d'une commission début juillet. Si vous désirez rejoindre notre Lycée, constituez dès maintenant votre dossier.
La liste des pièces à fournir est donnée ici. La date de la commission vous sera donnée ici prochainement.

La fin de la procédure approche

Rappelons que le classement des voeux peut encore être modifié jusqu'au 10 juin. Il n'est pas obligatoire de faire de toute candidature un voeu, si jamais vous avez décidé, pour une raison ou une autre, que vous ne vouliez plus intégrer tel Lycée ou telle préparation. Vous devrez ensuite vous connecter sur le serveur le 13 juin et répondre à la proposition qui vous sera faite.

Podcast sur iTunes

Le podcast du Lycée est présent sur iTunes ici. Vous pouvez également télécharger les épisodes un à un dans les archives.
C'est avec plaisir que nous constatons que son contenu vous intéresse. Ainsi, la conférence d'André Sauze a été à ce jour téléchargée plus de 200 fois via le flux RSS, c'est-à-dire par ceux d'entre vous qui utilise un lecteur de podcasts comme iTunes, podemus ou autre. Cela exclut donc tous les téléchargements par les liens directs du blog ou des archives, plus difficiles à estimer. De plus, nous n'étions pas référencés sur iTunes à ce jour. Nous continuerons donc à vous proposer du contenu en liaison avec les études en prépa et les carrières s'offrant aux diplômés des Grandes Écoles.

Écoles d'ingénieurs et développement durable

Le thème de la protection de l'environnement suscite de nombreuses vocations scientifiques et cette aspiration trouve des échos dans les formations proposées par les Grandes Écoles. Quelques liens pour s'en convaincre et constater que bien souvent ce sont des élèves qui sont à l'origine de ces initiatives. De plus, la problématique du développement durable touche toutes les formations, notamment celles des écoles généraliste qui forment des décideurs, amenés à suivre l'évolution des mentalités ou de la devancer.

• Les élèves de l'École Polytechnique organise une semaine du développement durable, du 1er au 8 juin. Notez que le Point Gamma a lieu le 3 juin ce qui devrait donner une bonne visibilité aux manifestations organisées! Au programme : des conférences (autour du film Le cauchemar de Darwin, des questions d'énergie, de l'économie solidaire, etc...), un concours et des expositions.
• Le master "développement durable" des Ponts et Chaussées.
• Des liens sur le thème du développement durable en relation avec les écoles d'ingénieurs (site lié à l'ADOME à laquelle participent les élèves de l'École des Mines de Douai.