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QCM sur Diffraction des ondes et fente rectangulaire
Appartient au cours : Diffraction des ondes et fente rectangulaire
{
"questions": [
{
"question": "Quelle est la condition nécessaire pour observer la diffraction d'une onde à travers une ouverture de diamètre $a$ ?",
"options": [
{
"text": "$a \\gg \\lambda$",
"why": "Cette condition correspond à une ouverture très grande devant la longueur d'onde, ce qui ne permet pas d'observer la diffraction. La diffraction se produit lorsque $a$ est de l'ordre de $\\lambda$.",
"correct": false
},
{
"text": "$a \\approx \\lambda$",
"why": "La diffraction est observable lorsque le diamètre de l'ouverture $a$ est comparable à la longueur d'onde $\\lambda$ de l'onde incidente.",
"correct": true
},
{
"text": "$a \\ll \\lambda$",
"why": "Cette condition correspond à une ouverture très petite devant la longueur d'onde, ce qui bloque presque entièrement la propagation de l'onde, sans diffraction marquée.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression de l'angle de diffraction $\\theta$ pour une fente rectangulaire de largeur $a$ ?",
"options": [
{
"text": "$\\theta = a / \\lambda$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre $a$ et $\\lambda$. L'angle de diffraction est proportionnel à $\\lambda / a$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\theta = \\lambda / a$",
"why": "L'angle de diffraction $\\theta$ pour une fente rectangulaire est donné par $\\lambda / a$, où $\\lambda$ est la longueur d'onde et $a$ la largeur de la fente.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\theta = 2\\lambda / a$",
"why": "Cette expression surestime l'angle de diffraction. La relation correcte est $\\theta = \\lambda / a$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la largeur $L$ de la tâche centrale de diffraction pour une fente rectangulaire située à une distance $D$ de l'écran ?",
"options": [
{
"text": "$L = \\lambda D / a$",
"why": "Cette expression sous-estime la largeur de la tâche centrale. La largeur correcte est $L = 2\\lambda D / a$.",
"correct": false
},
{
"text": "$L = 2\\lambda D / a$",
"why": "La largeur de la tâche centrale de diffraction est donnée par $L = 2\\lambda D / a$, où $\\lambda$ est la longueur d'onde, $D$ la distance à l'écran et $a$ la largeur de la fente.",
"correct": true
},
{
"text": "$L = \\lambda D / (2a)$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle divise par 2 la largeur réelle de la tâche centrale.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle condition doit satisfaire la différence de chemin $\\Delta$ pour observer des interférences constructives entre deux ondes cohérentes ?",
"options": [
{
"text": "$\\Delta = (k + 1/2)\\lambda$",
"why": "Cette condition correspond aux interférences destructives, où les ondes s'annulent.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Delta = k\\lambda$",
"why": "Les interférences constructives se produisent lorsque la différence de chemin $\\Delta$ est un multiple entier de la longueur d'onde $\\lambda$, soit $\\Delta = k\\lambda$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Delta = \\lambda / k$",
"why": "Cette expression n'a pas de sens physique dans le contexte des interférences. La condition correcte est $\\Delta = k\\lambda$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la condition pour observer des interférences destructives entre deux ondes cohérentes ?",
"options": [
{
"text": "$\\Delta = k\\lambda$",
"why": "Cette condition correspond aux interférences constructives, où les ondes sont en phase.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Delta = (k + 1/2)\\lambda$",
"why": "Les interférences destructives se produisent lorsque la différence de chemin $\\Delta$ est un multiple demi-entier de la longueur d'onde $\\lambda$, soit $\\Delta = (k + 1/2)\\lambda$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Delta = \\lambda / (k + 1/2)$",
"why": "Cette expression est incorrecte et ne correspond à aucune condition physique d'interférences.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quel est le rôle d'un condensateur dans un circuit électrique ?",
"options": [
{
"text": "Il transforme l'énergie électrique en énergie mécanique.",
"why": "Un condensateur ne transforme pas l'énergie électrique en énergie mécanique. Son rôle est de stocker l'énergie électrique.",
"correct": false
},
{
"text": "Il stocke l'énergie électrique sous forme de charge et de décharge.",
"why": "Un condensateur stocke l'énergie électrique en accumulant des charges électriques sur ses armatures lors de la charge et les restitue lors de la décharge.",
"correct": true
},
{
"text": "Il amplifie le courant électrique dans le circuit.",
"why": "Un condensateur ne peut pas amplifier le courant. Il se charge et se décharge, mais n'amplifie pas le signal.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression de l'intensité $i$ dans un circuit électrique en fonction de la charge $q$ ?",
"options": [
{
"text": "$i = q / t$",
"why": "Cette expression décrit l'intensité moyenne, mais pas l'intensité instantanée. L'intensité instantanée est donnée par $i = dq/dt$.",
"correct": false
},
{
"text": "$i = dq / dt$",
"why": "L'intensité électrique $i$ est définie comme la dérivée de la charge $q$ par rapport au temps, soit $i = dq/dt$.",
"correct": true
},
{
"text": "$i = C dU / dt$",
"why": "Cette expression décrit l'intensité en fonction de la tension $U$ et de la capacité $C$, mais ce n'est pas la définition générale de l'intensité.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la relation entre la charge $q$ d'un condensateur et la tension $U_C$ à ses bornes ?",
"options": [
{
"text": "$q = U_C / C$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre $q$ et $U_C$. La charge est proportionnelle à la tension : $q = CU_C$.",
"correct": false
},
{
"text": "$q = CU_C$",
"why": "La charge $q$ d'un condensateur est proportionnelle à la tension $U_C$ à ses bornes, avec $C$ la capacité du condensateur : $q = CU_C$.",
"correct": true
},
{
"text": "$q = C^2 U_C$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle introduit une dépendance quadratique à la capacité $C$, ce qui n'a pas de sens physique.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la valeur du temps caractéristique $\\tau$ d'un circuit RC ?",
"options": [
{
"text": "$\\tau = R / C$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre $R$ et $C$. Le temps caractéristique est donné par $\\tau = RC$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\tau = RC$",
"why": "Le temps caractéristique $\\tau$ d'un circuit RC est donné par le produit de la résistance $R$ et de la capacité $C$, soit $\\tau = RC$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\tau = R + C$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle additionne $R$ et $C$, ce qui n'a pas de sens physique pour le temps caractéristique.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Que représente le temps caractéristique $\\tau$ lors de la charge d'un condensateur dans un circuit RC ?",
"options": [
{
"text": "Le temps nécessaire pour atteindre 100% de la charge maximale.",
"why": "Le temps caractéristique $\\tau$ ne correspond pas au temps pour atteindre 100% de la charge. Il représente le temps pour atteindre 63% de la charge maximale.",
"correct": false
},
{
"text": "Le temps nécessaire pour atteindre 63% de la charge maximale.",
"why": "Lors de la charge d'un condensateur, le temps caractéristique $\\tau$ est le temps nécessaire pour atteindre 63% de la charge maximale.",
"correct": true
},
{
"text": "Le temps nécessaire pour atteindre 50% de la charge maximale.",
"why": "Cette valeur ne correspond pas au temps caractéristique $\\tau$. Celui-ci est défini pour 63% de la charge maximale.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Que représente le temps caractéristique $\\tau$ lors de la décharge d'un condensateur dans un circuit RC ?",
"options": [
{
"text": "Le temps nécessaire pour atteindre 0% de la tension initiale.",
"why": "Le temps caractéristique $\\tau$ ne correspond pas au temps pour atteindre 0% de la tension initiale. Il représente le temps pour atteindre 37% de la tension initiale.",
"correct": false
},
{
"text": "Le temps nécessaire pour atteindre 37% de la tension initiale.",
"why": "Lors de la décharge d'un condensateur, le temps caractéristique $\\tau$ est le temps nécessaire pour atteindre 37% de la tension initiale.",
"correct": true
},
{
"text": "Le temps nécessaire pour atteindre 50% de la tension initiale.",
"why": "Cette valeur ne correspond pas au temps caractéristique $\\tau$. Celui-ci est défini pour 37% de la tension initiale.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Dans une lunette à focale, quelle est la configuration des foyers pour obtenir un grossissement maximal ?",
"options": [
{
"text": "Le foyer image de l'objectif ($F'_1$) est distinct du foyer objet de l'oculaire ($F'_2$).",
"why": "Cette configuration ne permet pas d'obtenir un grossissement maximal. Pour un grossissement maximal, les foyers doivent être confondus.",
"correct": false
},
{
"text": "Le foyer image de l'objectif ($F'_1$) est confondu avec le foyer objet de l'oculaire ($F'_2$).",
"why": "Pour obtenir un grossissement maximal dans une lunette à focale, le foyer image de l'objectif ($F'_1$) doit être confondu avec le foyer objet de l'oculaire ($F'_2$).",
"correct": true
},
{
"text": "Le foyer image de l'objectif ($F'_1$) est placé avant le foyer objet de l'oculaire ($F'_2$).",
"why": "Cette configuration ne permet pas d'obtenir un grossissement maximal. Les foyers doivent être confondus.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression du grossissement $\\Gamma$ d'une lunette à focale ?",
"options": [
{
"text": "$\\Gamma = \\alpha / \\alpha'$",
"why": "Cette expression inverse la relation entre $\\alpha$ et $\\alpha'$. Le grossissement est défini par $\\Gamma = \\alpha' / \\alpha$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Gamma = \\alpha' / \\alpha$",
"why": "Le grossissement $\\Gamma$ d'une lunette à focale est défini comme le rapport de l'angle image $\\alpha'$ à l'angle objet $\\alpha$, soit $\\Gamma = \\alpha' / \\alpha$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Gamma = F'_2 / F'_1$",
"why": "Cette expression inverse la relation entre $F'_1$ et $F'_2$. Le grossissement est donné par $\\Gamma = F'_1 / F'_2$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la démonstration du grossissement $\\Gamma$ d'une lunette à focale ?",
"options": [
{
"text": "$\\Gamma = F'_2 / F'_1$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre $F'_1$ et $F'_2$. La démonstration correcte est $\\Gamma = F'_1 / F'_2$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Gamma = F'_1 / F'_2$",
"why": "Le grossissement $\\Gamma$ d'une lunette à focale est démontré par le rapport des distances focales de l'objectif et de l'oculaire, soit $\\Gamma = F'_1 / F'_2$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Gamma = (F'_1 + F'_2) / F'_2$",
"why": "Cette expression est incorrecte et ne correspond pas à la démonstration du grossissement d'une lunette à focale.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression de la vitesse $\\vec{v}$ dans un repère cartésien uniforme ?",
"options": [
{
"text": "$\\vec{v} = \\vec{OM} / t$",
"why": "Cette expression décrit la vitesse moyenne, mais pas la vitesse instantanée. La vitesse instantanée est donnée par $\\vec{v} = d\\vec{OM}/dt$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\vec{v} = d\\vec{OM} / dt$",
"why": "Dans un repère cartésien uniforme, la vitesse $\\vec{v}$ est définie comme la dérivée du vecteur position $\\vec{OM}$ par rapport au temps, soit $\\vec{v} = d\\vec{OM}/dt$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\vec{v} = \\int \\vec{OM} dt$",
"why": "Cette expression décrit l'intégrale du vecteur position, ce qui n'a pas de sens pour définir la vitesse instantanée.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression de l'accélération $\\vec{a}$ dans un repère cartésien uniforme ?",
"options": [
{
"text": "$\\vec{a} = \\vec{v} / t$",
"why": "Cette expression décrit l'accélération moyenne, mais pas l'accélération instantanée. L'accélération instantanée est donnée par $\\vec{a} = d\\vec{v}/dt$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\vec{a} = d\\vec{v} / dt$",
"why": "Dans un repère cartésien uniforme, l'accélération $\\vec{a}$ est définie comme la dérivée du vecteur vitesse $\\vec{v}$ par rapport au temps, soit $\\vec{a} = d\\vec{v}/dt$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\vec{a} = \\int \\vec{v} dt$",
"why": "Cette expression décrit l'intégrale du vecteur vitesse, ce qui n'a pas de sens pour définir l'accélération instantanée.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression vectorielle de la deuxième loi de Newton ?",
"options": [
{
"text": "$\\sum \\vec{F} = m \\vec{v}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle relie la force à la vitesse, alors que la deuxième loi de Newton relie la force à l'accélération : $\\sum \\vec{F} = m \\vec{a}$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\sum \\vec{F} = m \\vec{a}$",
"why": "La deuxième loi de Newton stipule que la somme des forces $\\sum \\vec{F}$ appliquées à un système est égale au produit de sa masse $m$ par son accélération $\\vec{a}$ : $\\sum \\vec{F} = m \\vec{a}$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\sum \\vec{F} = \\vec{a} / m$",
"why": "Cette expression inverse la relation entre la force et l'accélération. La deuxième loi de Newton s'écrit $\\sum \\vec{F} = m \\vec{a}$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression du poids $\\vec{P}$ d'un objet dans un champ de pesanteur $\\vec{g}$ ?",
"options": [
{
"text": "$\\vec{P} = m / \\vec{g}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre la masse et le champ de pesanteur. Le poids est donné par $\\vec{P} = m \\vec{g}$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\vec{P} = m \\vec{g}$",
"why": "Le poids $\\vec{P}$ d'un objet est défini comme le produit de sa masse $m$ par le champ de pesanteur $\\vec{g}$, soit $\\vec{P} = m \\vec{g}$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\vec{P} = \\vec{g} / m$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre la masse et le champ de pesanteur.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression de la force électrique $\\vec{F}_e$ subie par une charge $q$ dans un champ électrique $\\vec{E}$ ?",
"options": [
{
"text": "$\\vec{F}_e = q / \\vec{E}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre la charge et le champ électrique. La force électrique est donnée par $\\vec{F}_e = q \\vec{E}$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\vec{F}_e = q \\vec{E}$",
"why": "La force électrique $\\vec{F}_e$ subie par une charge $q$ dans un champ électrique $\\vec{E}$ est donnée par $\\vec{F}_e = q \\vec{E}$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\vec{F}_e = \\vec{E} / q$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre la charge et le champ électrique.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Dans quel sens est dirigé le champ électrique $\\vec{E}$ ?",
"options": [
{
"text": "Des charges négatives vers les charges positives.",
"why": "Le champ électrique est dirigé des charges positives vers les charges négatives, et non l'inverse.",
"correct": false
},
{
"text": "Des charges positives vers les charges négatives.",
"why": "Le champ électrique $\\vec{E}$ est dirigé des charges positives vers les charges négatives.",
"correct": true
},
{
"text": "Perpendiculairement aux lignes de champ.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. Le champ électrique est tangent aux lignes de champ et dirigé des charges positives vers les charges négatives.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la première loi de Kepler sur les trajectoires des planètes ?",
"options": [
{
"text": "Les trajectoires des planètes sont circulaires avec le Soleil au centre.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. La première loi de Kepler stipule que les trajectoires des planètes sont elliptiques, avec le Soleil à l'un des foyers.",
"correct": false
},
{
"text": "Les trajectoires des planètes sont elliptiques avec le Soleil à l'un des foyers.",
"why": "La première loi de Kepler énonce que les trajectoires des planètes sont des ellipses, avec le Soleil situé à l'un des foyers de l'ellipse.",
"correct": true
},
{
"text": "Les trajectoires des planètes sont paraboliques.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. Les trajectoires des planètes sont elliptiques, conformément à la première loi de Kepler.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la deuxième loi de Kepler sur les aires balayées par les planètes ?",
"options": [
{
"text": "Les planètes balayent des aires égales en des temps inégaux.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. La deuxième loi de Kepler stipule que les planètes balayent des aires égales en des temps égaux.",
"correct": false
},
{
"text": "Les planètes balayent des aires égales en des temps égaux.",
"why": "La deuxième loi de Kepler énonce que le rayon vecteur reliant une planète au Soleil balaie des aires égales en des temps égaux.",
"correct": true
},
{
"text": "Les planètes balayent des aires proportionnelles à leur distance au Soleil.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. La deuxième loi de Kepler ne relie pas les aires à la distance, mais stipule que les aires balayées sont égales pour des temps égaux.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la troisième loi de Kepler reliant la période orbitale $T$ et le demi-grand axe $a$ de l'orbite ?",
"options": [
{
"text": "$T / a^3 = \\text{constante}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre $T$ et $a$. La troisième loi de Kepler s'écrit $T^2 / a^3 = \\text{constante}$.",
"correct": false
},
{
"text": "$T^2 / a^3 = \\text{constante}$",
"why": "La troisième loi de Kepler stipule que le carré de la période orbitale $T$ est proportionnel au cube du demi-grand axe $a$ de l'orbite, soit $T^2 / a^3 = \\text{constante}$.",
"correct": true
},
{
"text": "$T^3 / a^2 = \\text{constante}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse les exposants de $T$ et $a$. La relation correcte est $T^2 / a^3 = \\text{constante}$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Pourquoi utilise-t-on le repère de Frenet en mécanique céleste ?",
"options": [
{
"text": "Parce que la force gravitationnelle est constante en direction et en sens.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. En mécanique céleste, la force gravitationnelle n'est pas constante en direction et en sens, ce qui nécessite l'utilisation du repère de Frenet.",
"correct": false
},
{
"text": "Parce que la force gravitationnelle n'est pas constante en direction et en sens.",
"why": "Le repère de Frenet est utilisé en mécanique céleste car la force gravitationnelle varie en direction et en sens, ce qui complique l'analyse dans un repère cartésien classique.",
"correct": true
},
{
"text": "Parce que le repère de Frenet simplifie les calculs de vitesse.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. Le repère de Frenet est utilisé pour décrire les variations de la force, pas pour simplifier les calculs de vitesse.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle approximation permet de vérifier la troisième loi de Kepler pour des orbites circulaires ?",
"options": [
{
"text": "L'application de la deuxième loi de Newton pour un mouvement rectiligne uniforme.",
"why": "Cette approximation est incorrecte. Pour vérifier la troisième loi de Kepler, on applique la deuxième loi de Newton pour un mouvement circulaire uniforme.",
"correct": false
},
{
"text": "L'application de la deuxième loi de Newton pour un mouvement circulaire uniforme.",
"why": "Pour des orbites circulaires, on applique la deuxième loi de Newton en supposant un mouvement circulaire uniforme, ce qui permet de vérifier la troisième loi de Kepler ($T^2 / R^3 = \\text{constante}$).",
"correct": true
},
{
"text": "L'application de la première loi de Kepler pour des orbites elliptiques.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. La troisième loi de Kepler est vérifiée pour des orbites circulaires en utilisant la deuxième loi de Newton.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression du débit volumique $Q_v$ en mécanique des fluides ?",
"options": [
{
"text": "$Q_v = \\text{Volume} \\times \\text{temps}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle multiplie le volume par le temps, alors que le débit volumique est défini comme le volume par unité de temps.",
"correct": false
},
{
"text": "$Q_v = \\text{Volume} / \\text{temps}$",
"why": "Le débit volumique $Q_v$ est défini comme le volume de fluide traversant une section par unité de temps, soit $Q_v = \\text{Volume} / \\text{temps}$.",
"correct": true
},
{
"text": "$Q_v = \\text{temps} / \\text{Volume}$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre le volume et le temps.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression du débit volumique $Q_v$ en fonction de la vitesse $v$ et de la section $S$ ?",
"options": [
{
"text": "$Q_v = v / S$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle divise la vitesse par la section. Le débit volumique est donné par $Q_v = v \\times S$.",
"correct": false
},
{
"text": "$Q_v = v \\times S$",
"why": "Le débit volumique $Q_v$ est égal au produit de la vitesse $v$ du fluide par la section $S$ traversée, soit $Q_v = v \\times S$.",
"correct": true
},
{
"text": "$Q_v = S / v$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre la vitesse et la section.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la propriété fondamentale du débit volumique $Q_v$ dans un fluide incompressible ?",
"options": [
{
"text": "Le débit volumique diminue le long du parcours du fluide.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. Pour un fluide incompressible, le débit volumique est conservé le long du parcours.",
"correct": false
},
{
"text": "Le débit volumique est conservé le long du parcours du fluide.",
"why": "Pour un fluide incompressible, le débit volumique $Q_v$ est conservé, c'est-à-dire qu'il reste constant le long du parcours du fluide.",
"correct": true
},
{
"text": "Le débit volumique augmente avec la pression.",
"why": "Cette affirmation est incorrecte. Le débit volumique est conservé pour un fluide incompressible, indépendamment des variations de pression.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression du premier principe de la thermodynamique ?",
"options": [
{
"text": "$\\Delta U = W - Q$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle soustrait le transfert thermique $Q$. Le premier principe s'écrit $\\Delta U = W + Q$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Delta U = W + Q$",
"why": "Le premier principe de la thermodynamique stipule que la variation d'énergie interne $\\Delta U$ d'un système est égale à la somme du travail $W$ et du transfert thermique $Q$ : $\\Delta U = W + Q$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Delta U = Q - W$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse le signe du travail $W$. Le premier principe s'écrit $\\Delta U = W + Q$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est l'expression de la variation d'énergie interne $\\Delta U$ pour un système incompressible sans changement d'état ?",
"options": [
{
"text": "$\\Delta U = mc^2 \\Delta T$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle utilise la relation d'Einstein $E = mc^2$, qui ne s'applique pas ici. La variation d'énergie interne est donnée par $\\Delta U = mc\\Delta T$.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Delta U = mc\\Delta T$",
"why": "Pour un système incompressible sans changement d'état, la variation d'énergie interne $\\Delta U$ est donnée par $\\Delta U = mc\\Delta T$, où $m$ est la masse, $c$ la capacité thermique massique et $\\Delta T$ la variation de température.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Delta U = m \\Delta T / c$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre $c$ et $\\Delta T$. La variation d'énergie interne est donnée par $\\Delta U = mc\\Delta T$.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle est la définition du flux thermique $\\Phi$ ?",
"options": [
{
"text": "$\\Phi = E \\times t$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle multiplie l'énergie par le temps. Le flux thermique est défini comme l'énergie par unité de temps.",
"correct": false
},
{
"text": "$\\Phi = E / t$",
"why": "Le flux thermique $\\Phi$ est défini comme la puissance thermique, c'est-à-dire l'énergie $E$ échangée par unité de temps $t$ : $\\Phi = E / t$.",
"correct": true
},
{
"text": "$\\Phi = t / E$",
"why": "Cette expression est incorrecte car elle inverse la relation entre l'énergie et le temps.",
"correct": false
}
]
},
{
"question": "Quelle loi phénoménologique décrit l'évolution de la température lors d'un transfert thermique par convection avec un thermostat ?",
"options": [
{
"text": "La loi de Fourier pour la conduction thermique.",
"why": "Cette loi décrit la conduction thermique, pas la convection. La convection avec un thermostat est décrite par la loi phénoménologique de Newton.",
"correct": false
},
{
"text": "La loi phénoménologique de Newton.",
"why": "La loi phénoménologique de Newton décrit l'évolution de la température lors d'un transfert thermique par convection avec un thermostat.",
"correct": true
},
{
"text": "La loi de Stefan-Boltzmann pour le rayonnement.",
"why": "Cette loi décrit le rayonnement thermique, pas la convection. La convection avec un thermostat est décrite par la loi phénoménologique de Newton.",
"correct": false
}
]
}
]
}