Physique Chimie
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  Melzani M.,
lycée Pierre de
Coubertin,
Meaux
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Notes diverses


Liens divers autour de la CPGE TSI

Programmes de TSI

Sites de physique, avec contenus, d'autres prépas
- Site de la TSI2 de Saint Joseph de Lorient, avec cours, TD, ...

- TSI2 avec cours et TD/etc...

- Site de la TSI1 du lycée Pierre-Paul Riquet (Saint Orens, Toulouse).

- Site de la PTSI Gustave Eiffel (Bordeaux), avec contenus et corrections et exercices originaux.
Ainsi que des cahiers de textes bien présentés. Par exemple ici.

- PCSI ancien programme : TP, TD, etc.


Sites d'autres prépas TSI
Environ 40 classes de TSI1 et autant de TSI2 en France.

- Lycée St Joseph de Lorient.

- Lycée Rouvière (Toulon) : site de présentation générale.

- Lycée Pierre-Paul Riquet (Saint Orens, Toulouse) : site et présentation générale.

- Lycée à Pau : avec des infos sur les écoles d'ingénieurs, dont un palmares de l'étudiant sur les écoles (toutes filières).


Des animations
- Animations cpge (notamment machines thermiques).

- Des flots et des moocs pour les cpge.


Divers
- Union des professeurs de SI.

- Article sur les CPGE, dont chiffres, et outils numériques.



Orientation
En fin de cursus :

Écoles d'ingénieurs :
- Par concours (surtout Centrale-Supelec et concours commun Polytechnique)
- Sur dossier (dont les plus coté : INSA et les 3 UTC, mais aussi d'autres) (rq : l'admissibilité à un concours est alors un atout pour le dossier, voire obligatoire pour l'UTC par exemple)

IUT (entrée en 2ème année), ou licence 2 ou 3 (pro ou non)

En cours de cursus :

Selon la volonté des étudiants ou l'avis du conseil de classe :
- Réintégration d'une classe de BTS (1ère ou 2ème année)
- Réintégration d'un cursus en IUT (1ère ou 2ème année)
- Réintégration d'un cursus à l'université (validation de crédits ECTS)





Quelques physiciens et dates clés :

  • Préhistoire, antiquité : les philosophes dissertent sur la nature de la matière (selon Aristote quatre éléments : air, eau, terre, air, et quatre qualités : chaud, froid, humide et sec), et les artisans sur l'élaboration de teinture, d'alliages, de médicaments et autres substances à visée utilitaire.

  • Moyen-age et après : l'alchimie s'intéresse aux transformation de la matière, les artisans poursuivent le perfectionnement des méthodes. On connaît à la sortie du moyen-age de nombreux métaux, quelques acides et bases (acide sulfurique, nitrique...). Mais la méthode expérimentale n'existe pas et les interprétations sont toujours teintées de magie.

  • Paracelse : propose une théorie qui remplace celle des 4 éléments et des 4 qualités par 4 principes, notion assez floue. Règle des affinités pour les réactions chimiques : le semblable attire le semblable.

  • Hooke, Boyle, Newton, ... : expérimentent et s'en tiennent la règle des affinités et des 4 principes. Hypothèse atomique soutenue par certains et donc vision mécanique des réactions : les constituants existent et s'attirent. Dans le même temps, le phlogistique est une substance qui décrit la propension à bruler et qui est utilisée par les chimistes pour comprendre les combustions. Loi de Boyle et de Mariotte.

1600-1700
  • Loi de Boyle et Mariotte : à $T$ fixée, la densité d'un gaz (masse dans une unité de volume) est proportionnelle à la pression (loi vérifiée aux faibles pressions).

1661 et 1676
  • Les expériences se multiplient mais la nomenclature est confuse. Idée de la conservation de la masse dans les réactions. Découverte de nouvelles substances (l'hydrogène par Cavendish), caractérisation expérimentales de celles-ci. La théorie des "qualités" s'étend confusément (les quatre éléments de l'antiquité plus le mercure, la chaux, le sel, le phlogistique). Ceux qui retiennent l'hypothèse atomique ne distinguent pas atome, molécule, particule ; Bernoulli développe la théorie cinétique des gaz.

1700-1770
  • Lavoisier : réalise les premières expériences chimiques vraiment précises, permettant de passer de l'alchimie à la chimie. Découvre que l'oxygène est nécessaire à la combustion, met en évidence que l'air est un mélange d'oxygène et d'azote (c'est lui qui est à l'origine de ces noms), montre que l'eau est composée d'oxygène et d'un gaz observé avant par Cavendish qu'il nomme hydrogène, reproduit une expérience de Cavendish où il décompose l'eau, anéantissant ainsi 2500 ans de théorie aristotélicienne des 4 éléments fondamentaux, met fin à la théorie du phlogistique ou éther, etc.

1770-1800
  • Lavoisier, Berthollet, ... : publication d'une nouvelle nomenclature des espèces chimiques. Les anciens noms hérités de l'alchimie sont remplacés par des noms modernes. Définition d'un mélange, d'un corps simple (qui ne peut être décomposé par l'expérience). Ceci, avec la publication du traité de chimie de Lavoisier en 1789, marque le début de la chimie moderne.

1787
  • Proust : énonce la loi des proportions définies : la décomposition d'une espèce chimique poussée jusqu'à l'obtention des corps purs simples mène toujours au même rapport de masse entre ces corps simples, inversement, la proportion selon laquelle deux éléments se combinent ne peut pas varier de façon continue. Par exemple quelle que soit la façon dont on décompose une masse d'eau, on obtient invariablement 8 masse d'oxygène pour une masse d'hydrogène. Dalton y ajoutera le fait que ces proportions sont toujours simples. Ce sera un des arguments vers l'hypothèse atomique. Cette loi a mis du temps à s'établir (Berthollet y était opposé), surtout à cause de la confusion entre corps pur, espèce chimique et mélange.

1794
  • Carlisle et Nicholson : utilisation de la pile de Volta pour découvrir l'électrolyse. Décomposition de l'eau. À partir de 1806 Davy, Seebeck, Gay-Lussac, .. décomposent d'autres substances, menant à la découverte de nombreux éléments (calcium, magnésium, chlore, baryum, ...).

1800
  • Dalton : expose sa théorie atomique, établie pour expliquer la loi des proportions définies. Il imagine que chaque substance est composée d'éléments individuels (les molécules), eux-mêmes composés d'entités fondamentales (les atomes) qui peuvent se dissocier ou s'assembler lors des réactions chimiques. Sa table des molécules est basée à la fois sur l'expérience et des a priori, d'où des erreurs, l'eau étant notée HO par exemple.

1808
  • Loi de Gay-Lussac : à pression et volume fixés, la densité change avec la température d'une façon qui ne dépend pas du gaz considéré.

1810
  • Avogadro : suppose que des volumes égaux de gaz, pris dans les mêmes conditions de température et de pression, contiennent le même nombre de molécules. Avec ceci, la loi de Gay-Lussac et la loi de Boyle-Mariotte, on a la loi des gaz parfaits. Contrairement à ces deux dernières lois, celle d'Avogadro n'est pas expérimentale : c'est une hypothèse, motivée par la théorie cinétique des gaz. Elle permet de déterminer de façon univoque les poids relatifs des molécules.

1810
  • Arago, Biot : découverte de la polarisation rotatoire, dans les cristaux et dans certains liquides. Biot et d'autres montrent qu epour les cristaux, ceci est dû à une structure chirale. Pasteur montre la même chose pour les molécules en solution en 1848. Découverte que les molécules du vivant sont souvent produites avec une chiralité déterminée, et impossibilité de reproduire ceci en laboratoire par Pasteur. On y voit un signe de vitalisme.

1811 - 1815
  • Wöhler : première synthèse organique (l'urée). La décennie précédente a vu les premier progrès en chimie organique : découverte des alcools, de la morphine, etc... Lavoisier, Gay-Lussac, Chevreul, décomposent et analysent des composés organiques. Wöhler fait pour la première fois l'inverse. Débat sur le vitalisme. Puis les synthèses organiques se multiplient (hydrocarbures, amines, ...).

1824
  • La théorie atomique n'est toujours pas acceptée. Toutefois, atomistes et non atomistes se lancent dans la détermination des masses atomiques des divers éléments, sans toutefois l'appeler ainsi (théorie des équivalents, molécule-gramme ou atome-gramme...). Une table précise est proposée par Gerhardt en 1844. Cependant, l'hypothèse d'Avogadro et le comportement des gaz, la loi de Dulong et Petit (1819, la capacité calorifique des solides est proportionnelle à la masse atomique), la découverte du mouvement Brownien par Brown (1827), les travaux sur l'électrolyse (Ampère en 1833 : la quantité de charge est proportionnelle aux quantités de matière formées), l'explication de la pression osmotique (proportionnelle à la quantité de matière en ions), sur la conductivité des solutions, etc... tous sont aisément expliqués par la théorie atomique et l'existence, justement de la quantité de matière.

1810-1850
  • Mendeleiev : présente sa classification périodique des éléments. Ils sont rangés par masse atomique croissante (au lieu de $Z$ croissant comme aujourd'hui), ce qui donne lieu à quelques anomalies. Il prévoit l'existence et les propriétés du gallium et d'autres éléments non encore découverts.

1869
  • Jean-Perrin annonce enfin la théorie atomique triomphante.

1913


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