Sciences Physiques (Physique et Chimie) - modéliser puis calculer
L'épreuve de sciences physiques associe deux parties : la physique (mécanique, électricité, optique, physique nucléaire) et la chimie (atomistique, chimie organique, chimie des solutions). Chaque exercice enchaîne une exploitation de documents ou de données, une modélisation puis une application numérique : les points se perdent surtout dans le passage du raisonnement au calcul.
Physique - ce qui revient le plus
- Cinématique : vecteurs position, vitesse, accélération ; mouvement circulaire uniforme avec a = v²/R.
- Dynamique : deuxième loi de Newton, théorème de l'énergie cinétique, conservation de l'énergie mécanique.
- Oscillateurs : pendule simple T = 2π√(l/g), ressort T = 2π√(m/k).
- Électricité : loi d'Ohm, circuits RC et RL, constante de temps τ = RC ou L/R, résonance RLC quand LCω² = 1.
- Nucléaire : défaut de masse, E = Δm·c², décroissance N = N0·e^(−λt), demi-vie.
Chimie - les incontournables
- Atomistique : configuration électronique (Klechkowski, Hund), nombres quantiques.
- Chimie organique : groupes fonctionnels et nomenclature ; oxydation ménagée (alcool primaire → aldéhyde → acide, secondaire → cétone, tertiaire inerte) ; estérification acide + alcool ⇌ ester + eau, équilibre déplacé par élimination de l'eau ou excès de réactif.
- Solutions : pH = −log[H3O+], acide fort/base forte, dosage et équivalence, oxydoréduction et nombres d'oxydation, produit de solubilité.
Exemple rédigé
On dose V(A) = 10,0 mL d'acide chlorhydrique par une solution de soude à C(B) = 0,10 mol/L ; l'équivalence est atteinte pour V(BE) = 12,5 mL. La réaction H3O+ + HO− → 2 H2O est de stœchiométrie 1:1, donc C(A)·V(A) = C(B)·V(BE), soit C(A) = (0,10 × 12,5)/10,0 = 0,125 mol/L. À l'équivalence, la solution ne contient que NaCl : le pH vaut 7. On retrouve ce résultat par le bilan, non par une formule mémorisée.
Pièges qui coûtent des points
- Mélanger les unités (mL/L, g/kg, cm/m) dans l'application numérique.
- Oublier de définir le système étudié et le référentiel en mécanique.
- Appliquer C(A)·V(A) = C(B)·V(B) à un acide diprotique sans corriger la stœchiométrie.
- Donner un nom d'espèce organique sans respecter la chaîne principale la plus longue.