Mines-Ponts2024Filière MPPhysique 2

Corrigé Mines-Ponts 2024 — Physique 2 MP

Q: Quels chapitres réviser pour le sujet Mines-Ponts Physique 2 MP 2024 ?

Le sujet Mines-Ponts 2024 Physique 2 en filière MP mobilise principalement : Diffusion thermique — équation de Fourier, Modèle capacité + résistance thermique, Refroidissement exponentiel — constante de temps, Régime stationnaire en symétrie cylindrique, Profil parabolique de température, Distribution de Boltzmann canonique, Fonction de partition — densité d'états, Théorème d'équipartition, Modèle de Van der Waals — covolume et pression interne, Détente de Joule-Thomson, Température d'inversion, Procédé Linde — liquéfaction des gaz. Ces chapitres font partie du programme officiel CPGE 2e année MP. Pour le réviser efficacement, travaille d'abord les exercices types du cours puis enchaîne avec ce sujet d'annale en conditions réelles.

Q: Quelle est la difficulté du sujet Mines-Ponts Physique 2 MP 2024 ?

Élevée — concours de la première bande (Mines Paris, Ponts ParisTech, ENSTA, Télécom Paris), top 10 % des candidats. Ce sujet de Physique 2 comporte 25 questions en 5 parties sur 4 heures, soit environ 10 minutes par question en moyenne. La progressivité (parties indépendantes ou enchaînées) est précisée dans le corrigé Majorant.

Q: Combien de temps faut-il pour traiter le sujet Mines-Ponts Physique 2 MP 2024 ?

La durée officielle de l'épreuve Physique 2 au concours Mines-Ponts est de 4 heures. Avec 25 questions réparties en 5 parties, vise un rythme moyen de 10 minutes par question en conditions de concours. Pour un premier passage en autonomie, prévois 1,5× le temps officiel afin de bien comprendre les enjeux de chaque question.

Q: Qui a rédigé le corrigé du sujet Mines-Ponts Physique 2 MP 2024 ?

Le corrigé Majorant a été rédigé par les mentors de l'équipe pédagogique : Tom L. (École Polytechnique), Ethan H. (Mines Paris — PSL) et Camille L. (CentraleSupélec). Chaque question est accompagnée d'une aide pédagogique « Comment avoir l'idée » et d'une démonstration rigoureuse conforme au programme officiel de la filière MP. Accès gratuit sur https://www.majorant.net/ressources-concours/mp/mines-ponts/2024-physique-2.

« Thermodynamique du froid » — deux problèmes indépendants. (I) Refroidissement des supraconducteurs : (I.A) refroidissement transitoire d'une boule plongée dans un bain via convection-conduction ; modèle « capacité + résistance thermique », équation différentielle exponentielle de constante $\tau=\rho R c/(3k)$ , durée $\Delta t=\tau\ln((T_i-T_0)/(T_{sc}-T_0))$ . (I.B) Régime stationnaire d'un fil cylindrique avec source volumique uniforme $p_u$ : profil $T(r)=T_0+p_u R/(2k)+p_u(R^2-r^2)/(4\lambda)$ parabolique, condition de non-quench $p_u<p_{\max}$ . (II) Réfrigérateur à détente : (II.A) statistique de Boltzmann pour gaz parfait monoatomique, fonction de partition $Z(\beta)=QA\beta^{-3/2}$ , $U=\tfrac{3}{2}Nk_BT$ ; (II.B) modèle énergétique de Van der Waals à partir des interactions $\varepsilon_p=-\alpha/r^6$ et du covolume, équation d'état $(P+aN^2/V^2)(V-u)=Nk_BT$ ; (II.C) détente de Joule-Thomson, température d'inversion $T_r=2A/(BR)$ , comparaison N $_2$ ( $T_r\approx 865$ K) et H $_2$ ( $T_r\approx 223$ K) — H $_2$ nécessite un pré-refroidissement (procédé Linde).

En bref

Le sujet Mines-Ponts 2024 — Physique 2 filière MP est une épreuve de 4 heures composée de 25 questions réparties en 5 parties, centrée sur Diffusion thermique — équation de Fourier, Modèle capacité + résistance thermique, Refroidissement exponentiel — constante de temps. Difficulté : Élevée. Corrigé détaillé gratuit, rédigé par d'anciens élèves de Polytechnique, Mines Paris et CentraleSupélec, avec aide pédagogique « Comment avoir l'idée » pour chaque question.

Diffusion thermique — équation de FourierModèle capacité + résistance thermiqueRefroidissement exponentiel — constante de tempsRégime stationnaire en symétrie cylindriqueProfil parabolique de températureDistribution de Boltzmann canoniqueFonction de partition — densité d'étatsThéorème d'équipartitionModèle de Van der Waals — covolume et pression interneDétente de Joule-ThomsonTempérature d'inversionProcédé Linde — liquéfaction des gaz

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À propos de ce sujet

Le sujet Mines-Ponts 2024 Physique 2 filière MP comporte 25 questions réparties en 5 parties pour une durée de 4 heures.

« Thermodynamique du froid » — deux problèmes indépendants. (I) Refroidissement des supraconducteurs : (I.A) refroidissement transitoire d'une boule plongée dans un bain via convection-conduction ; modèle « capacité + résistance thermique », équation différentielle exponentielle de constante $\tau=\rho R c/(3k)$ , durée $\Delta t=\tau\ln((T_i-T_0)/(T_{sc}-T_0))$ . (I.B) Régime stationnaire d'un fil cylindrique avec source volumique uniforme $p_u$ : profil $T(r)=T_0+p_u R/(2k)+p_u(R^2-r^2)/(4\lambda)$ parabolique, condition de non-quench $p_u<p_{\max}$ . (II) Réfrigérateur à détente : (II.A) statistique de Boltzmann pour gaz parfait monoatomique, fonction de partition $Z(\beta)=QA\beta^{-3/2}$ , $U=\tfrac{3}{2}Nk_BT$ ; (II.B) modèle énergétique de Van der Waals à partir des interactions $\varepsilon_p=-\alpha/r^6$ et du covolume, équation d'état $(P+aN^2/V^2)(V-u)=Nk_BT$ ; (II.C) détente de Joule-Thomson, température d'inversion $T_r=2A/(BR)$ , comparaison N $_2$ ( $T_r\approx 865$ K) et H $_2$ ( $T_r\approx 223$ K) — H $_2$ nécessite un pré-refroidissement (procédé Linde).

Thèmes abordés

Ce sujet de physique 2 couvre les notions suivantes : Diffusion thermique — équation de Fourier, Modèle capacité + résistance thermique, Refroidissement exponentiel — constante de temps, Régime stationnaire en symétrie cylindrique, Profil parabolique de température, Distribution de Boltzmann canonique, Fonction de partition — densité d'états, Théorème d'équipartition, Modèle de Van der Waals — covolume et pression interne, Détente de Joule-Thomson, Température d'inversion, Procédé Linde — liquéfaction des gaz.

Corrigé rédigé par Majorant

La proposition de corrigé disponible sur cette page a été rédigée par les mentors Majorant — anciens élèves de Mines Paris, Polytechnique et CentraleSupélec. Chaque question est accompagnée d'une aide pédagogique « Comment avoir l'idée » et d'une démonstration rigoureuse conforme au programme officiel de la filière MP.

Questions fréquentes sur ce sujet

Quels chapitres réviser pour le sujet Mines-Ponts Physique 2 MP 2024 ?+

Le sujet Mines-Ponts 2024 Physique 2 en filière MP mobilise principalement : Diffusion thermique — équation de Fourier, Modèle capacité + résistance thermique, Refroidissement exponentiel — constante de temps, Régime stationnaire en symétrie cylindrique, Profil parabolique de température, Distribution de Boltzmann canonique, Fonction de partition — densité d'états, Théorème d'équipartition, Modèle de Van der Waals — covolume et pression interne, Détente de Joule-Thomson, Température d'inversion, Procédé Linde — liquéfaction des gaz. Ces chapitres font partie du programme officiel CPGE 2e année MP. Pour le réviser efficacement, travaille d'abord les exercices types du cours puis enchaîne avec ce sujet d'annale en conditions réelles.

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