Physique
L’approche des phénomènes est équilibrée entre théorie et expérience. Les applications industrielles sont privilégiées, en particulier en thermodynamique.
Vous apprendrez à modéliser un phénomène : repérer les facteurs dominants, les quantifier, établir puis résoudre les équations qui les lient, en déduire les effets attendus, puis les confronter aux valeurs obtenues par l'expérience et conclure quant à la pertinence du modèle élaboré.
Physique et Chimie
Sur le plan de la physique, les programmes de PTSI et de PSI sont très proches, le programme de PT met cependant plus l’accent sur la thermodynamique (alors que les PSI ont des compléments en électromagnétisme, en ondes, et apprennent les bases de la mécanique des fluides).
- La mécanique est traitée surtout en sciences de l'ingénieur; le programme de physique étudie principalement la mécanique du point matériel et des ensembles de points matériels.
- La partie électricité étudie surtout les circuits linéaires en régime continu, transitoire ou sinusoïdal (par le "calcul complexe") et débouche sur des montages d’électronique.
- L’électromagnétisme établit les propriétés des champs de vecteurs électriques et magnétiques (dans le vide en présence de charges et de courants). En première année, ces champs sont statiques. En deuxième année, le temps peut intervenir; les équations très générales obtenues (équations de Maxwell) expliquent les propriétés des ondes électromagnétiques.
- L’optique géométrique étudie la formation d’images à l’aide de miroirs et de lentilles minces et l’optique ondulatoire fait intervenir les phénomènes d’interférences et de diffractions.
- La chimie générale étudie les propriétés de la matière sans demander une étude systématique de chaque corps : structure simplifiée de la matière (atomes, molécules et réseaux cristallins), étude des réactions chimiques, de leur vitesse, des équilibres obtenus et application de la thermodynamique à la chimie.
- La thermodynamique permet à l’aide de ses deux principes d’aborder l’étude de machines thermiques (moteurs, réfrigérateurs et pompes à chaleur). Cette partie du programme est particulièrement développée dans le programme de PT où l’étude de ces systèmes est faite de manière concrète, à partir de diagrammes (entropiques ou enthalpiques).
Carnot (1796-1832)
Résumé du programme
Première année
Thermodynamique :
Les deux principes, énergie interne et entropie.
Mécanique :
Mécanique (non relativiste) du point matériel.
Électrocinétique :
Circuits électriques en régime continu, transitoire ou sinusoïdal.
Électromagnétisme :
Champs électrostatiques et magnétostatiques.
Optique géométrique :
Miroirs et lentilles minces.
Chimie :
Cinétique chimique (étude des vitesses de réaction).
Architecture de la matière.
Thermochimie (thermodynamique appliquée aux réactions chimiques).
Équilibres chimiques, en particulier les équilibres d'oxydo-réduction.
Deuxième année
Thermodynamique :
Changements d’état (liquide-gaz) d’un corps pur.
Diagrammes H-s et T-s.
Applications aux machines thermiques (en particulier aux systèmes ouverts).
Transferts thermiques.
Mécanique :
Ensemble de points matériels.
Électromagnétisme :
Phénomènes d’induction.
Équations de Maxwell.
Ondes électromagnétiques.
Optique ondulatoire:
Interférences et diffraction.
Applications aux réseaux plans et au Michelson.
Chimie :
Obtention des constantes d’équilibre à partir de tables de données thermodynamique.
Diagrammes potentiel pH en oxydo-réduction et application à la corrosion.
