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November 2018
Mercredi 28 novembre
11 18 10:45
8h-12h : DS3 : Physique - Chimie - IMSP
Epreuve décomposée en 1h50 Physique 1h30 Chimie et 30 minutes d'IMSP
Première partie : Physique : Thermique de murs - CD et DVD (gravage, stockage, lecture)
Annexe à rendre
Deuxième partie : Chimie : Synthèse de trioxyde de soufre - déphosphatation par précipitation
Troisième partie : IMSP : Résolution d'équation différentielle d'évolution des concentrations sur le modèle attracteur du BRUSSELLATOR
Corrigé partie 1
Corrigé partie 2
Corrigé partie 3
13h-17h : Révisions d'optique géométrique
Résolution et rédaction en classe des exercices 1,2 et 3 du TD Op1 pour la majorité de la classe. (des exos 4 et 5 pour les 5/2 et éventuellement pour ceux qui utilisent la fibre optique en TIPE)
Epreuve décomposée en 1h50 Physique 1h30 Chimie et 30 minutes d'IMSP
Première partie : Physique : Thermique de murs - CD et DVD (gravage, stockage, lecture)
Annexe à rendre
Deuxième partie : Chimie : Synthèse de trioxyde de soufre - déphosphatation par précipitation
Troisième partie : IMSP : Résolution d'équation différentielle d'évolution des concentrations sur le modèle attracteur du BRUSSELLATOR
Corrigé partie 1
Corrigé partie 2
Corrigé partie 3
13h-17h : Révisions d'optique géométrique
Résolution et rédaction en classe des exercices 1,2 et 3 du TD Op1 pour la majorité de la classe. (des exos 4 et 5 pour les 5/2 et éventuellement pour ceux qui utilisent la fibre optique en TIPE)
Lundi 26 novembre
11 18 10:57
8h-10h : Chapitre Op1 (suite)
L'amplitude vibratoire scalaire locale et instantannée (forme réelle puis complexe) [vérifiant par hypothèse le principe de superposition]
Définition de l'éclairement (appelée intensité dans le programme officiel) : détecteurs d'intensité tous quadratiques
Principe et temps de réponse de quelques détecteurs (usuels)
Calcul de l'éclairement résultant de la superposition de deux ondes lumineuses
-nécessité de l'isochronisme (appelé synchronisme dans le programme officiel)
-nécessité de la cohérence mutuelle entre sources
-nécessité de la cohérence mutuelle de trains d'onde à l'arrivée au point d'observation de la superposition (différence de marche inférieure à la longueur de cohérence de la source : notion de cohérence temporelle de la source primaire)
Obtention de la formule de Fresnel des interférences à deux ondes
Techniques de division d'onde (division de front et division d'amplitude)
Relation du déphasage local à la différence de chemin optique et des éventuelles réflexions sur dioptres : déphasage (ou marche) supplémentaire équivalente
Contraste (ou facteur de visibilité) (définition locale !): application à des situations de contraste uniforme variant en focntion du rapport des intensités des ondes superposées
Dispositif des trous d'Young : estimation de l'ouverture angulaire de la tache centrale de diffraction pour un diamètre de trou de 10 µm et d'un LASER He-Ne de labo : les éventuelles interférences ne pourront être visibles que dans l'espace intersection des cônes
Expériences d'interférences avec des trous d'Young espacés différemment : observation des franges rectilignes d'interférences se superposant à la tache de diffraction moyenne. Variation de l'interfrange (augmentant quand l'espacement diminue)
Expérience des Fentes d'Young : observation d'une série des taches lumineuses régulièrement espacées et plus lumineuses au centre.
13h-18h : Cours -TP 8 : Electronique numérique 3
Le diaporama fil rouge des séances de TP à venir mêle des mesures à un cours d'électronique numérique centré sur le filtrage des signaux numériques : Chapitre Ec3
séance du jour :
- finalisation du programme Python simulant un filtre passe-bas du premier ordre (avec graphiques visualisant également les FFT des signaux avant et après filtrage)
- utilisation du bruit blanc présent dans le signal importé pour visualiser, par zoom de la FFT du signal filtré, la courbe du gain linéaire du filtre
- adaptation du programme Python précedent pour programmer un filtre de LISSAGE sur n valeurs précédentes. Utilisation de la propriété du bruit blanc pour zoomer encore sur la FFT du signal lissé et observer la forme en "valeur absolue de sinus cardinal" du gain linéaire de ce nouveau type de filtre.
- interprétation de du lissage en convolution du signal par une fenêtre temporelle rectangulaire (glissante donc)
- Analyse d'un programme (RIF2018) présentant la convolution d'un signal par une fenêtre en sinus cardinal tronqué, visualisation de la courbe de gain linéaire associée. (La fenêtre étant large d'un millier de points, les étudiants doivent importer un signal de plusieurs milliers de points pour réaliser correctement l'opération de convolution)
Travaux en cours :
- Révisions pour le DS3 du 28 novembre : 3 épreuves successives : Thermique-Electronique Numerique (1h50) puis Thermochimie- Solutions aqueuses (1h30) puis Python IMSP (30') : Résolutions numériques d'équations différentielles
- Révision de l'optique géomètrique de PTSI
L'amplitude vibratoire scalaire locale et instantannée (forme réelle puis complexe) [vérifiant par hypothèse le principe de superposition]
Définition de l'éclairement (appelée intensité dans le programme officiel) : détecteurs d'intensité tous quadratiques
Principe et temps de réponse de quelques détecteurs (usuels)
Calcul de l'éclairement résultant de la superposition de deux ondes lumineuses
-nécessité de l'isochronisme (appelé synchronisme dans le programme officiel)
-nécessité de la cohérence mutuelle entre sources
-nécessité de la cohérence mutuelle de trains d'onde à l'arrivée au point d'observation de la superposition (différence de marche inférieure à la longueur de cohérence de la source : notion de cohérence temporelle de la source primaire)
Obtention de la formule de Fresnel des interférences à deux ondes
Techniques de division d'onde (division de front et division d'amplitude)
Relation du déphasage local à la différence de chemin optique et des éventuelles réflexions sur dioptres : déphasage (ou marche) supplémentaire équivalente
Contraste (ou facteur de visibilité) (définition locale !): application à des situations de contraste uniforme variant en focntion du rapport des intensités des ondes superposées
Dispositif des trous d'Young : estimation de l'ouverture angulaire de la tache centrale de diffraction pour un diamètre de trou de 10 µm et d'un LASER He-Ne de labo : les éventuelles interférences ne pourront être visibles que dans l'espace intersection des cônes
Expériences d'interférences avec des trous d'Young espacés différemment : observation des franges rectilignes d'interférences se superposant à la tache de diffraction moyenne. Variation de l'interfrange (augmentant quand l'espacement diminue)
Expérience des Fentes d'Young : observation d'une série des taches lumineuses régulièrement espacées et plus lumineuses au centre.
13h-18h : Cours -TP 8 : Electronique numérique 3
Le diaporama fil rouge des séances de TP à venir mêle des mesures à un cours d'électronique numérique centré sur le filtrage des signaux numériques : Chapitre Ec3
séance du jour :
- finalisation du programme Python simulant un filtre passe-bas du premier ordre (avec graphiques visualisant également les FFT des signaux avant et après filtrage)
- utilisation du bruit blanc présent dans le signal importé pour visualiser, par zoom de la FFT du signal filtré, la courbe du gain linéaire du filtre
- adaptation du programme Python précedent pour programmer un filtre de LISSAGE sur n valeurs précédentes. Utilisation de la propriété du bruit blanc pour zoomer encore sur la FFT du signal lissé et observer la forme en "valeur absolue de sinus cardinal" du gain linéaire de ce nouveau type de filtre.
- interprétation de du lissage en convolution du signal par une fenêtre temporelle rectangulaire (glissante donc)
- Analyse d'un programme (RIF2018) présentant la convolution d'un signal par une fenêtre en sinus cardinal tronqué, visualisation de la courbe de gain linéaire associée. (La fenêtre étant large d'un millier de points, les étudiants doivent importer un signal de plusieurs milliers de points pour réaliser correctement l'opération de convolution)
Travaux en cours :
- Révisions pour le DS3 du 28 novembre : 3 épreuves successives : Thermique-Electronique Numerique (1h50) puis Thermochimie- Solutions aqueuses (1h30) puis Python IMSP (30') : Résolutions numériques d'équations différentielles
- Révision de l'optique géomètrique de PTSI
Vendredi 23 novembre
11 18 11:47
13h-15h : Cours : suite du Chapitre Op1
Rappels des bases de l'optique géométrique : Notion de rayon lumineux (= trajet envisageable ≠ faisceau), indice optique, propagation en ligne droite dans un milieu d'indice uniforme, principe du retour inverse, lois de Snell-Descartes, conditions de Gauss, stigmatisme et aplanétisme, formules de conjugaison des lentilles minces (Descartes et Newton)
Sortie du domaine de l'optique géométrique : Diffraction d'un faisceau cylindrique, Interférences (lumière + lumière pouvant donner l'obscurité)
Principe de FERMAT signalé : notion de chemin optique (différence entre longueur d'onde dans un milieu et longueur d'onde dans le vide)
Théorème de MALUS-DUPIN (car démontrable à partir du principe de FERMAT) : énoncé, utilisations autour de lentilles ou bien pour donner l'expression du déphasage en un point quelconque d'une zone de superposition d'ondes planes.
Description rapide de la vibration vectorielle oscillante et tournante des champs E et B d'un train d'onde électromagnétique. Signalement des cas où une présentation scalaire vérifiera sensiblement le théorème de superposition : l'amplitude vibratoire instantannée et locale s(M,t), son amplitude locale, sa phase locale et instantannée, sa phase locale.
Introduction du vecteur d'onde local et interprétation de Malus sous la forme du vecteur gradient de phase de la vibration lumineuse.
Les retours sur corrigé du DM3 sont ramassés.
15h-17h : TIPE : dixième séance
Recherche de matériel expérimental adéquat, expérimentations.
Travaux en cours :
- Révisions pour le DS3 du 28 novembre : 3 épreuves successives : Thermique-Electronique Numerique (1h50) puis Thermochimie- Solutions aqueuses (1h30) puis Python IMSP (30') : Résolutions numériques d'équations différentielles
- Révision de l'optique géomètrique de PTSI
- Finaliser pour lundi 26 son code python (TP filtrage numérique) présentant la matrice des 4 graphes numériques u0(t),s(t) (filtrée) et leurs 2 FFT par numpy.
Rappels des bases de l'optique géométrique : Notion de rayon lumineux (= trajet envisageable ≠ faisceau), indice optique, propagation en ligne droite dans un milieu d'indice uniforme, principe du retour inverse, lois de Snell-Descartes, conditions de Gauss, stigmatisme et aplanétisme, formules de conjugaison des lentilles minces (Descartes et Newton)
Sortie du domaine de l'optique géométrique : Diffraction d'un faisceau cylindrique, Interférences (lumière + lumière pouvant donner l'obscurité)
Principe de FERMAT signalé : notion de chemin optique (différence entre longueur d'onde dans un milieu et longueur d'onde dans le vide)
Théorème de MALUS-DUPIN (car démontrable à partir du principe de FERMAT) : énoncé, utilisations autour de lentilles ou bien pour donner l'expression du déphasage en un point quelconque d'une zone de superposition d'ondes planes.
Description rapide de la vibration vectorielle oscillante et tournante des champs E et B d'un train d'onde électromagnétique. Signalement des cas où une présentation scalaire vérifiera sensiblement le théorème de superposition : l'amplitude vibratoire instantannée et locale s(M,t), son amplitude locale, sa phase locale et instantannée, sa phase locale.
Introduction du vecteur d'onde local et interprétation de Malus sous la forme du vecteur gradient de phase de la vibration lumineuse.
Les retours sur corrigé du DM3 sont ramassés.
15h-17h : TIPE : dixième séance
Recherche de matériel expérimental adéquat, expérimentations.
Travaux en cours :
- Révisions pour le DS3 du 28 novembre : 3 épreuves successives : Thermique-Electronique Numerique (1h50) puis Thermochimie- Solutions aqueuses (1h30) puis Python IMSP (30') : Résolutions numériques d'équations différentielles
- Révision de l'optique géomètrique de PTSI
- Finaliser pour lundi 26 son code python (TP filtrage numérique) présentant la matrice des 4 graphes numériques u0(t),s(t) (filtrée) et leurs 2 FFT par numpy.
Mercredi 21 novembre
11 18 10:13
13h-17h : TD Tchi1 et TD Ec3
Groupe A
TD Tchi 1 : exercices 14 et 1
TD Ec3 : exercices 3 et 7
Groupe B
TD Tchi 1 : exercices 5 et 10
TD Ec3 : exercices 4 et 5
17h-19h : TP IMSP1 : résolutions numériques d'équations différentielles diverses (thermique, mécanique) (deuxième groupe)
Groupe B
Les méthodes de résolution : Euler, RK4 et ODEint
Application et comparaison des 3 méthodes sur une équa diff d'ordre 1 non linéaire à solution exacte (thermique dans une plaque) et sur une équa diff d'ordre deux non linéaire dont la solution réelle est périodique (oscillations d'éloignement de mercure au soleil)
Interprétation rapide de l'estimation de la dérivée dans RK4
TD IMSP 1 :
Les étudiants s'attaquent à la résolution d'une équation couplée spatio-temporelle (régime transitoire dans une barre calorifugée en contact avec deux thermostats à ses extrémités). On simplifie la résolution en utilisant une évolution de température vérifiant la loi : température d'une tranche à l'instant t+∆t égale à la moyenne de ses voisines à l'instant t. On confirme que cette loi d'évolution est compatible avec l'équation de diffusion de la chaleur unidimensionnelle discrétisée à condition que le pas temporel soit lié au pas spatial par une relation démontrée.
Les éléves créent des boucles (for ou while) pour créer le profil des températures initial : possibilité de concaténation de tableaux ou listes à la place
On montre ensuite que les opérations auraient pu se faire sur les tableaux directement (numpy)
Les 5/2 travaillent aussi sur RK4
L'essentiel des codes pythons est à retrouver ici
Travail en cours :
- DM3 à réécrire pour vendredi
- Réviser la chimie des solutions aqueuses (acide-base + précipitation-dissolution) pour le DS3 du 28 novembre
- Retravailler seul les résolutions numériques d'équa diff
- Finaliser pour lundi 26 son code python (TP filtrage numérique) présentant la matrice des 4 graphes numériques u0(t),s(t) (filtrée) et leurs 2 FFT par numpy.
- Commencer à réviser l'optique géométrique de PTSI
Groupe A
TD Tchi 1 : exercices 14 et 1
TD Ec3 : exercices 3 et 7
Groupe B
TD Tchi 1 : exercices 5 et 10
TD Ec3 : exercices 4 et 5
17h-19h : TP IMSP1 : résolutions numériques d'équations différentielles diverses (thermique, mécanique) (deuxième groupe)
Groupe B
Les méthodes de résolution : Euler, RK4 et ODEint
Application et comparaison des 3 méthodes sur une équa diff d'ordre 1 non linéaire à solution exacte (thermique dans une plaque) et sur une équa diff d'ordre deux non linéaire dont la solution réelle est périodique (oscillations d'éloignement de mercure au soleil)
Interprétation rapide de l'estimation de la dérivée dans RK4
TD IMSP 1 :
Les étudiants s'attaquent à la résolution d'une équation couplée spatio-temporelle (régime transitoire dans une barre calorifugée en contact avec deux thermostats à ses extrémités). On simplifie la résolution en utilisant une évolution de température vérifiant la loi : température d'une tranche à l'instant t+∆t égale à la moyenne de ses voisines à l'instant t. On confirme que cette loi d'évolution est compatible avec l'équation de diffusion de la chaleur unidimensionnelle discrétisée à condition que le pas temporel soit lié au pas spatial par une relation démontrée.
Les éléves créent des boucles (for ou while) pour créer le profil des températures initial : possibilité de concaténation de tableaux ou listes à la place
On montre ensuite que les opérations auraient pu se faire sur les tableaux directement (numpy)
Les 5/2 travaillent aussi sur RK4
L'essentiel des codes pythons est à retrouver ici
Travail en cours :
- DM3 à réécrire pour vendredi
- Réviser la chimie des solutions aqueuses (acide-base + précipitation-dissolution) pour le DS3 du 28 novembre
- Retravailler seul les résolutions numériques d'équa diff
- Finaliser pour lundi 26 son code python (TP filtrage numérique) présentant la matrice des 4 graphes numériques u0(t),s(t) (filtrée) et leurs 2 FFT par numpy.
- Commencer à réviser l'optique géométrique de PTSI
Lundi 19 novembre
11 18 19:57
8h-10h : Chapitre Op1
Plan du chapitre
Expériences d'interférences sur cuve à ondes
- on tente des interférences avec des sources indépendantes : difficulté d'isochronisme, zones hyperboliques d'interférences destructives dérivant lentement
- on réalise des interférences stables avec un dédoublement de sources (synchronisme)
- tracé de l'allure des hyperboles
Calcul de la différence maximale de fréquence nécessaire à l'obtention d'interférences stables : conclusion : impossibilité de faire des interférences optiques avec des sources indépendantes (nécessité de sources secondaires (répliques de la primaire))
Notion de monochromaticité : lien avec le temps de cohérence d'un train d'onde rapporté à la période des oscillations
Emission de trains d'ondes successifs avec décorrélation de phase
Rôle de la longueur de chemin optique rapportée à cette longueur de cohérence = c x temps de cohérence
13h-18h : Cours -TP 7 : Electronique numérique 2
Le diaporama fil rouge des séances de TP à venir mêle des mesures à un cours d'électronique numérique centré sur le filtrage des signaux numériques : Chapitre Ec3
séance du jour :
- présentation de la CAN-CNA SysamSP5 (FPGA)
- Utilisation de Latis Pro pour simuler des filtrages numériques (passe bas du premier ordre)
- récupération d'un signal analogique filtré en sortie de la CNA (signal bloqué entre deux valeurs pour avoir un signal continu)
- modification de la fréquence d'échantillonnage, de la fréquence de coupure du filtre...
- récupération de fichiers de valeurs discrètes de signaux temporels divers exportés par Latis pro pour traitement sous python
- réalisation du filtrage numérique sous python
- Présentation ordonnée des graphes e(t), s(t) et leurs FFT
Travaux en cours :
DM3 à réécrire à partir du corrigé pour Vendredi 23 novembre
Continuer à résoudre les exercices du TD Tchi1
Finaliser les programmes de résolution numérique d'équations différentielles (électronique numérique ou thermique)
Commencer à réviser l'optique géométrique de PTSI
Plan du chapitre
Expériences d'interférences sur cuve à ondes
- on tente des interférences avec des sources indépendantes : difficulté d'isochronisme, zones hyperboliques d'interférences destructives dérivant lentement
- on réalise des interférences stables avec un dédoublement de sources (synchronisme)
- tracé de l'allure des hyperboles
Calcul de la différence maximale de fréquence nécessaire à l'obtention d'interférences stables : conclusion : impossibilité de faire des interférences optiques avec des sources indépendantes (nécessité de sources secondaires (répliques de la primaire))
Notion de monochromaticité : lien avec le temps de cohérence d'un train d'onde rapporté à la période des oscillations
Emission de trains d'ondes successifs avec décorrélation de phase
Rôle de la longueur de chemin optique rapportée à cette longueur de cohérence = c x temps de cohérence
13h-18h : Cours -TP 7 : Electronique numérique 2
Le diaporama fil rouge des séances de TP à venir mêle des mesures à un cours d'électronique numérique centré sur le filtrage des signaux numériques : Chapitre Ec3
séance du jour :
- présentation de la CAN-CNA SysamSP5 (FPGA)
- Utilisation de Latis Pro pour simuler des filtrages numériques (passe bas du premier ordre)
- récupération d'un signal analogique filtré en sortie de la CNA (signal bloqué entre deux valeurs pour avoir un signal continu)
- modification de la fréquence d'échantillonnage, de la fréquence de coupure du filtre...
- récupération de fichiers de valeurs discrètes de signaux temporels divers exportés par Latis pro pour traitement sous python
- réalisation du filtrage numérique sous python
- Présentation ordonnée des graphes e(t), s(t) et leurs FFT
Travaux en cours :
DM3 à réécrire à partir du corrigé pour Vendredi 23 novembre
Continuer à résoudre les exercices du TD Tchi1
Finaliser les programmes de résolution numérique d'équations différentielles (électronique numérique ou thermique)
Commencer à réviser l'optique géométrique de PTSI
Vendredi 16 novembre
11 18 14:22
13h-15h : Séance de TD classe entière sur le chapitre TchI1
On évoque les variances réduites et pseudo-variance à l'occasion de l'exercice 12
Des élèves corrigent au tableau les exercices 6 et 8 du TD Tchi1
On analyse ensemble l'exercice 14 dont la solution sera donnée mercredi 21 novembre en séance de TD
Les DM3 sont rendus aux étudiants et ceux qui n'ont pas obtenu la moyenne (évaluation C) doivent réécrire complètement le corrigé de ce DM3 en synthétisant le corrigé distribué. (pour vendredi 23 novembre)
15h-17h : TIPE : neuvième séance
Recherche de pistes ou de compléments d'information en groupes et/ou sur le WEB.
Recherche de matériel expérimental adéquat, expérimentations.
Travaux en cours :
- DM3 à réécrire
- Révisions de la chimie des solutions aqueuses (acide-base et précipitations-dissolutions)
- Interro EvalBox à faire en fin de WE (Thermochimie + solutions aqueuses)
- Pour le groupe 2 d'IMSP : lecture du TD IMSP1 (autour de l'équation de diffusion thermique) et de la feuille sur les résolutions numériques d'équations différentielles (Euler et Runge Kutta)
On évoque les variances réduites et pseudo-variance à l'occasion de l'exercice 12
Des élèves corrigent au tableau les exercices 6 et 8 du TD Tchi1
On analyse ensemble l'exercice 14 dont la solution sera donnée mercredi 21 novembre en séance de TD
Les DM3 sont rendus aux étudiants et ceux qui n'ont pas obtenu la moyenne (évaluation C) doivent réécrire complètement le corrigé de ce DM3 en synthétisant le corrigé distribué. (pour vendredi 23 novembre)
15h-17h : TIPE : neuvième séance
Recherche de pistes ou de compléments d'information en groupes et/ou sur le WEB.
Recherche de matériel expérimental adéquat, expérimentations.
Travaux en cours :
- DM3 à réécrire
- Révisions de la chimie des solutions aqueuses (acide-base et précipitations-dissolutions)
- Interro EvalBox à faire en fin de WE (Thermochimie + solutions aqueuses)
- Pour le groupe 2 d'IMSP : lecture du TD IMSP1 (autour de l'équation de diffusion thermique) et de la feuille sur les résolutions numériques d'équations différentielles (Euler et Runge Kutta)
Mercredi 14 novembre
11 18 19:41
13h-17h : TD Tchi1
Groupe A et B
Exercice 3 :
Synthèse de l'ammoniac en phase gazeuse : approx d'ELLINGHAM non valable, calcul de pression d'équilibre pour un rendement de 50% à 700 K
Exercice 9 :
Calculs d'affinité initiale et de composition finale (situations d'équilibre ou hors équilibre)
17h-19h : TP IMSP1 : résolutions numériques d'équations différentielles diverses (thermique, mécanique)
Groupe A
Les méthodes de résolution : Newton, RK4 et ODEint
Application et comparaison des 3 méthodes sur une équa diff d'ordre 1 non linéaire à solution exacte (thermique dans une plaque) et sur une équa diff d'ordre deux non linéaire dont la solution réelle est périodique (oscillations d'éloignement de mercure au soleil)
Interprétation rapide de l'estimation de la dérivée dans RK4
TD IMSP 1 :
Les étudiants s'attaquent à la résolution d'une équation couplée spatio-temporelle (régime transitoire dans una barre calorifugée en contact avec deux thermostats à ses extrémités). On simplifie la résolution en utilisant une évolution de température vérifiant la loi : température d'une tranche à l'instant t+∆t égale à la moyenne de ses voisines à l'instant t. On confirme que cette loi d'évolution est compatible avec l'équation de diffusion de la chaleur unidimensionnelle discrétisée à condition que le pas temporel soit lié au pas spatial par une relation démontrée.
Les éléves créent des boucles (for ou while) pour créer le profil des températures initial : possibilité de concaténation de tableaux ou listes à la place
On montre ensuite que les opérations auraient pu se faire sur les tableaux directement (numpy)
Les 5/2 travaillent plutôt sur RK4
Travail en cours :
- Exercices 6,8 et 12 pour vendredi 16 novembre
- Commencer à regarder les cours-exos de PTSI sur les réactions chimiques en solution aqueuse (acide-base, précipitation-dissolution, complexation… tout SAUF l'oxydo-réduction)
Groupe A et B
Exercice 3 :
Synthèse de l'ammoniac en phase gazeuse : approx d'ELLINGHAM non valable, calcul de pression d'équilibre pour un rendement de 50% à 700 K
Exercice 9 :
Calculs d'affinité initiale et de composition finale (situations d'équilibre ou hors équilibre)
17h-19h : TP IMSP1 : résolutions numériques d'équations différentielles diverses (thermique, mécanique)
Groupe A
Les méthodes de résolution : Newton, RK4 et ODEint
Application et comparaison des 3 méthodes sur une équa diff d'ordre 1 non linéaire à solution exacte (thermique dans une plaque) et sur une équa diff d'ordre deux non linéaire dont la solution réelle est périodique (oscillations d'éloignement de mercure au soleil)
Interprétation rapide de l'estimation de la dérivée dans RK4
TD IMSP 1 :
Les étudiants s'attaquent à la résolution d'une équation couplée spatio-temporelle (régime transitoire dans una barre calorifugée en contact avec deux thermostats à ses extrémités). On simplifie la résolution en utilisant une évolution de température vérifiant la loi : température d'une tranche à l'instant t+∆t égale à la moyenne de ses voisines à l'instant t. On confirme que cette loi d'évolution est compatible avec l'équation de diffusion de la chaleur unidimensionnelle discrétisée à condition que le pas temporel soit lié au pas spatial par une relation démontrée.
Les éléves créent des boucles (for ou while) pour créer le profil des températures initial : possibilité de concaténation de tableaux ou listes à la place
On montre ensuite que les opérations auraient pu se faire sur les tableaux directement (numpy)
Les 5/2 travaillent plutôt sur RK4
Travail en cours :
- Exercices 6,8 et 12 pour vendredi 16 novembre
- Commencer à regarder les cours-exos de PTSI sur les réactions chimiques en solution aqueuse (acide-base, précipitation-dissolution, complexation… tout SAUF l'oxydo-réduction)
Lundi 12 novembre
11 18 19:40
8h-10h : Chapitre Tchi1 : fin (variance et déplacements d'équilibres)
Calculs de variance sur des cas concrets (exercice 9 du TD Tchi1 + exemple en phase gazeuse avec conditions initiales particulières)
Déplacement d'équilibre : recherche du signe du dA de l'état perturbé
- cas d'une modification de température : démonstration par l'expression dA(dT), rôle du signe de ∆rH°(T) (endo ou exothermicité), démonstration par la loi isobare de Vant'Hoff, confirmation par le principe de modération de Le Châtelier (énoncé)
- cas d'une modification de pression : démonstration de l'expression dA(dp), rôle du signe de ∆vg, confirmation par Lechâtelier.
- cas d'un système à phases condensées (modification d'un xi)
- cas des solutés (modification d'une concentration de soluté réactif ou produit)
- cas des mélanges gazeux (impossibilité d'utiliser Le châtelier : dépend de la différence entre les proportions présentes à l'équilibre initial et les proportions stoechiométriques)
- Corrigé de l'exercice 2
13h-18h : Cours -TP 6 : Electronique numérique 1
Le diaporama fil rouge des séances de TP à venir mêle des mesures à un cours d'électronique numérique centré sur le filtrage des signaux numériques : Chapitre Ec3
séance du jour :
- principe de CAN-CNA avec traitement numérique (nécessité d'un filtre passe-bas analogique anti-repliement avant l'échantillonage)
- Echantillonage : présentation stroboscopique. Différentiation d'une problématique de rotation à celle d'une sinusoïde de fréquence donnée.
Recherche de toutes les fréquences de rotation compatibles avec l'observation "numérique". Périodicité de fe dans l'espace des fréquences et indiscernabilité du sens de rotation. Cas des signaux périodiques non-sinusoïdaux : repliement de spectre dans la gamme 0-fe/2
Solution brutale pour cacher le repliement de spectre : amputer le signal de ses fréquences supérieures à fe/2
Condition de Nyquist-Shanon
- Observation des difficultés d'interprétation dans le cas d'un signal de fréquence d'échantillonnage à peine supérieure à la fréquence du signal sinusoïdal (1024 pour 1000 par exemple : Regressi voit un signal de 24 Hz)
- Mesure du nombre de valeurs dans une fenêtre temporelle de l'oscillo numérique
- Mesure du quantum de tension et du nombre de niveaux dans une fenêtre de tension quelquesoit le calibre (nombre de bits du CAN des entrées de l'oscillo numérique)
- Mêmes mesures pour la CAN d'entrée des Sysam-SP5 Eurosmart : incrément temporel, fréquence d'échantillonage, quantum, nombre de bits du CAN
(+remarque sur les formules donnant le quantum fonction de la plage dynamique et du nombre de bits)
Travaux en cours :
Exercices 3 et 9 à finaliser pour mercredi après-midi
Commencer à réviser les exercices de chimie de PTSI sur les équilibres en solution aqueuse
Se préparer à recopier intégralement le corrigé du DM3
Calculs de variance sur des cas concrets (exercice 9 du TD Tchi1 + exemple en phase gazeuse avec conditions initiales particulières)
Déplacement d'équilibre : recherche du signe du dA de l'état perturbé
- cas d'une modification de température : démonstration par l'expression dA(dT), rôle du signe de ∆rH°(T) (endo ou exothermicité), démonstration par la loi isobare de Vant'Hoff, confirmation par le principe de modération de Le Châtelier (énoncé)
- cas d'une modification de pression : démonstration de l'expression dA(dp), rôle du signe de ∆vg, confirmation par Lechâtelier.
- cas d'un système à phases condensées (modification d'un xi)
- cas des solutés (modification d'une concentration de soluté réactif ou produit)
- cas des mélanges gazeux (impossibilité d'utiliser Le châtelier : dépend de la différence entre les proportions présentes à l'équilibre initial et les proportions stoechiométriques)
- Corrigé de l'exercice 2
13h-18h : Cours -TP 6 : Electronique numérique 1
Le diaporama fil rouge des séances de TP à venir mêle des mesures à un cours d'électronique numérique centré sur le filtrage des signaux numériques : Chapitre Ec3
séance du jour :
- principe de CAN-CNA avec traitement numérique (nécessité d'un filtre passe-bas analogique anti-repliement avant l'échantillonage)
- Echantillonage : présentation stroboscopique. Différentiation d'une problématique de rotation à celle d'une sinusoïde de fréquence donnée.
Recherche de toutes les fréquences de rotation compatibles avec l'observation "numérique". Périodicité de fe dans l'espace des fréquences et indiscernabilité du sens de rotation. Cas des signaux périodiques non-sinusoïdaux : repliement de spectre dans la gamme 0-fe/2
Solution brutale pour cacher le repliement de spectre : amputer le signal de ses fréquences supérieures à fe/2
Condition de Nyquist-Shanon
- Observation des difficultés d'interprétation dans le cas d'un signal de fréquence d'échantillonnage à peine supérieure à la fréquence du signal sinusoïdal (1024 pour 1000 par exemple : Regressi voit un signal de 24 Hz)
- Mesure du nombre de valeurs dans une fenêtre temporelle de l'oscillo numérique
- Mesure du quantum de tension et du nombre de niveaux dans une fenêtre de tension quelquesoit le calibre (nombre de bits du CAN des entrées de l'oscillo numérique)
- Mêmes mesures pour la CAN d'entrée des Sysam-SP5 Eurosmart : incrément temporel, fréquence d'échantillonage, quantum, nombre de bits du CAN
(+remarque sur les formules donnant le quantum fonction de la plage dynamique et du nombre de bits)
Travaux en cours :
Exercices 3 et 9 à finaliser pour mercredi après-midi
Commencer à réviser les exercices de chimie de PTSI sur les équilibres en solution aqueuse
Se préparer à recopier intégralement le corrigé du DM3
Vendredi 9 novembre
11 18 17:34
13h-15h : Suite du chapitre Tchi1 : Grandeurs de réaction (détermination et utilisation)
Rappel de la loi de HESS
Relation entre grandeurs de réaction :
∆rU et ∆rH (rôle des coefficients stoechiométriques des gaz)
∆rU et ∆rCv, ∆rH et ∆rCp : lois de KIRCHHOFF
∆rG, ∆rH et ∆rS
Approximation d'Ellingham
∆rG et ∆rS (relations de Gibbs Helmoltz : HORS PROGRAMME)
Définition et estimation d'une température de flamme (démonstration à connaitre !)
Affinité chimique de réaction
Interprétation des signes possibles de l'affinité (lien à la création d'entropie pour les déplacements dans le sens direct ou indirect)
Relation entre affinité chimique d'équation-bilan dans notre état initial et affinité standard de l'équation-bilan : apparition des activités dans un quotient de réaction.
Cas particulier de l'état d'équilibre : affinité nulle => Q devient la constante d'équilibre K(T) (+ relation à ∆rG°(T))
Loi d'action des masses (ou loi de Guldberg et Waage) (=énoncé de l'existence de la constante (sans formule thermo)))
Loi de Van't Hoff (ou loi de l'isobare de Van't Hoff) : évolution de la constante d'équilibre avec la température (issue des relations de Gibbs Helmoltz)
Méthode d'estimation d'une constante d'équilibre :
par les tables thermodynamiques et/ou l'intégration de la loi de Vant'Hoff dans l'approximation d'Ellingham
Variance (définition rappelée et démo rapide de la règle de GIBBS : HORS PROGRAMME)
15h-17h : TIPE : huitième séance
Recherche de pistes ou de compléments d'information en groupes et/ou sur le WEB.
Recherche de matériel expérimental adéquat
Travaux en cours :
- Exercices 2 et 3 du TD Tchi1 pour Lundi
- Réalisation de fiches résumés du chapitre Tchi1
- Lecture du TD IMSP1 (autour de l'équation de diffusion thermique) et de la feuille sur les résolutions numériques d'équations différentielles (Euler et Runge Kutta)
Rappel de la loi de HESS
Relation entre grandeurs de réaction :
∆rU et ∆rH (rôle des coefficients stoechiométriques des gaz)
∆rU et ∆rCv, ∆rH et ∆rCp : lois de KIRCHHOFF
∆rG, ∆rH et ∆rS
Approximation d'Ellingham
∆rG et ∆rS (relations de Gibbs Helmoltz : HORS PROGRAMME)
Définition et estimation d'une température de flamme (démonstration à connaitre !)
Affinité chimique de réaction
Interprétation des signes possibles de l'affinité (lien à la création d'entropie pour les déplacements dans le sens direct ou indirect)
Relation entre affinité chimique d'équation-bilan dans notre état initial et affinité standard de l'équation-bilan : apparition des activités dans un quotient de réaction.
Cas particulier de l'état d'équilibre : affinité nulle => Q devient la constante d'équilibre K(T) (+ relation à ∆rG°(T))
Loi d'action des masses (ou loi de Guldberg et Waage) (=énoncé de l'existence de la constante (sans formule thermo)))
Loi de Van't Hoff (ou loi de l'isobare de Van't Hoff) : évolution de la constante d'équilibre avec la température (issue des relations de Gibbs Helmoltz)
Méthode d'estimation d'une constante d'équilibre :
par les tables thermodynamiques et/ou l'intégration de la loi de Vant'Hoff dans l'approximation d'Ellingham
Variance (définition rappelée et démo rapide de la règle de GIBBS : HORS PROGRAMME)
15h-17h : TIPE : huitième séance
Recherche de pistes ou de compléments d'information en groupes et/ou sur le WEB.
Recherche de matériel expérimental adéquat
Travaux en cours :
- Exercices 2 et 3 du TD Tchi1 pour Lundi
- Réalisation de fiches résumés du chapitre Tchi1
- Lecture du TD IMSP1 (autour de l'équation de diffusion thermique) et de la feuille sur les résolutions numériques d'équations différentielles (Euler et Runge Kutta)
Mercredi 7 novembre
11 18 17:25
13h-17h : suite du cours de Thermochimie générale : Chapitre Tchi1
Groupe A et B (même contenu)
Rappel de l'expression générique de définition de l'activité d'un constituant dans une phase
Démonstration de l'activité d'un gaz dans un mélange idéal
Rappel de la loi de DALTON
Cas des corps condensés idéaux seuls dans leur phase : activité unité
Cas des mélanges liquides : activité=fraction molaire (non démontré)
Cas des solutions : activité unité du solvant et définition plus complète de l'état standard d'un soluté pour pouvoir écrire que son activité est sensiblement sa concentration divisée par C° (signalement de la force ionique de solution et conditions d'utilisation en concentration)
Remise à plat des définitions autour de la "réaction chimique" (≠ équation bilan de matière) (avancement, mole de degré d'avancement, réactifs et produits au sens de l'équation-bilan)
Etat standard d'un constituant
Grandeurs de réaction (standards ou pas)
Loi de HESS sur les grandeurs molaires partielles (utilisée pour l'entropie S)
Etat standard de référence d'un élément (notion de corps pur simple de référence stable dans nos conditions de température et sous pression de référence)
Grandeurs de formation : Loi de HESS (justifiée) (utilisée pour les enthalpies H et G)
Travail en cours :
- Révision de la thermochimie de sup
- Les 5/2 peuvent chercher les exercices de la feuille de TD Tchi1
Groupe A et B (même contenu)
Rappel de l'expression générique de définition de l'activité d'un constituant dans une phase
Démonstration de l'activité d'un gaz dans un mélange idéal
Rappel de la loi de DALTON
Cas des corps condensés idéaux seuls dans leur phase : activité unité
Cas des mélanges liquides : activité=fraction molaire (non démontré)
Cas des solutions : activité unité du solvant et définition plus complète de l'état standard d'un soluté pour pouvoir écrire que son activité est sensiblement sa concentration divisée par C° (signalement de la force ionique de solution et conditions d'utilisation en concentration)
Remise à plat des définitions autour de la "réaction chimique" (≠ équation bilan de matière) (avancement, mole de degré d'avancement, réactifs et produits au sens de l'équation-bilan)
Etat standard d'un constituant
Grandeurs de réaction (standards ou pas)
Loi de HESS sur les grandeurs molaires partielles (utilisée pour l'entropie S)
Etat standard de référence d'un élément (notion de corps pur simple de référence stable dans nos conditions de température et sous pression de référence)
Grandeurs de formation : Loi de HESS (justifiée) (utilisée pour les enthalpies H et G)
Travail en cours :
- Révision de la thermochimie de sup
- Les 5/2 peuvent chercher les exercices de la feuille de TD Tchi1
Lundi 5 novembre
11 18 09:46
8h-10h : Chapitre Tchi1 : Thermochimie générale (l'origine entropique du concept de spontanéité)
Définitions pour la description d'un système physico-chimiques : système, phases, fractions molaires de chaque constituant dans chaque phase.
Utilisation de P1,P2 et l'IT3 sur l'enthalpie libre pour s'intéresser aux transformations irréversibles pouvant avoir lieu dans ce système dans le cas très particulier de transformations isobares et isothermes d'un système en équilibre mécanique et thermique avec le milieu extérieur.
On signale que les réctions chimiques sont toujours sous-entendues monobares et monothermes et on affirme que les conclusions précédentes seront donc également valables si l'on ne s'intéresse qu'aux variations des fonctions d'état sur une transformation complète (non infinitésimale)
Intérêt de la fonction G : elle joue le rôle de potentiel thermodynamique pour les transformations monobares et monothermes en l'absence de travail récupéré autre que celui des forces de pression.
Grandeurs molaires partielles = grandeurs de mélange
Potentiel chimique d'une entité dans une phase
Evolution du potentiel chimique avec la pression : cas du GP seul puis des mélanges idéaux de gaz. Généralisation de l'expression pour une définition générique de l'activité d'une entité par comparaison au potentiel chimique à l'état standard.
13h-18h : TP 5 : DSF et FFT
Des comptes rendus des TP 3 et 4 (oscillateurs électroniques) sont proposés par des étudiants puis commentés et critiqués.
On s'intéresse alors expérimentalement à la FFT de signaux numériques sous REGRESSI puis à l'oscillo numérique :
- Compression de l'échelle des temps pour dilater l'échelle des fréquences (importance de prendre beaucoup de périodes dans la fenêtre)
- Importance d'avoir un nombre entier de périodes dans une fenêtre
- rôle du fenétrage temporel -> incrément fréquentiel de FFT
- lecture fugitive de la fréquence d'échantillonnage
- nombre N de points dans la fenêtre constant (1024)
- rôle de la fréquence d'échantillonnage -> fenêtre fréquentielle de FFT (visualisation de demi-fenêtre et apparition du repliement de spectre)
Compréhension du critère de Shannon (fréquence de Nyquist = fe/2)
Travaux en cours :
Révisions de thermochimie de sup
Définitions pour la description d'un système physico-chimiques : système, phases, fractions molaires de chaque constituant dans chaque phase.
Utilisation de P1,P2 et l'IT3 sur l'enthalpie libre pour s'intéresser aux transformations irréversibles pouvant avoir lieu dans ce système dans le cas très particulier de transformations isobares et isothermes d'un système en équilibre mécanique et thermique avec le milieu extérieur.
On signale que les réctions chimiques sont toujours sous-entendues monobares et monothermes et on affirme que les conclusions précédentes seront donc également valables si l'on ne s'intéresse qu'aux variations des fonctions d'état sur une transformation complète (non infinitésimale)
Intérêt de la fonction G : elle joue le rôle de potentiel thermodynamique pour les transformations monobares et monothermes en l'absence de travail récupéré autre que celui des forces de pression.
Grandeurs molaires partielles = grandeurs de mélange
Potentiel chimique d'une entité dans une phase
Evolution du potentiel chimique avec la pression : cas du GP seul puis des mélanges idéaux de gaz. Généralisation de l'expression pour une définition générique de l'activité d'une entité par comparaison au potentiel chimique à l'état standard.
13h-18h : TP 5 : DSF et FFT
Des comptes rendus des TP 3 et 4 (oscillateurs électroniques) sont proposés par des étudiants puis commentés et critiqués.
On s'intéresse alors expérimentalement à la FFT de signaux numériques sous REGRESSI puis à l'oscillo numérique :
- Compression de l'échelle des temps pour dilater l'échelle des fréquences (importance de prendre beaucoup de périodes dans la fenêtre)
- Importance d'avoir un nombre entier de périodes dans une fenêtre
- rôle du fenétrage temporel -> incrément fréquentiel de FFT
- lecture fugitive de la fréquence d'échantillonnage
- nombre N de points dans la fenêtre constant (1024)
- rôle de la fréquence d'échantillonnage -> fenêtre fréquentielle de FFT (visualisation de demi-fenêtre et apparition du repliement de spectre)
Compréhension du critère de Shannon (fréquence de Nyquist = fe/2)
Travaux en cours :
Révisions de thermochimie de sup
Physique PT