CH 13 (14) Transferts macroscopiques d’énergie Energie d’un système Un système matériel possède une énergie que l’on peut décomposer sous 2 formes: 𝑬 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆 = 𝑬 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒏𝒆 + 𝑬 𝒎é𝒄𝒂𝒏𝒊𝒒𝒖𝒆 𝑬 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆 =𝑼+ 𝑬 𝒎 L’énergie interne du système est liée à l’activité microscopique et à l’énergie microscopique potentielle de ses particules élémentaires. 2. Variation de l’énergie interne L’énergie interne d’un système peut variée avec un travail W ou un transfert thermique Q avec l’extérieure. ∆𝑼=𝑾+𝑸

3. Transferts thermiques 3. 1 3. Transferts thermiques 3.1. Capacité thermique La capacité thermique C d’un système correspond à l’énergie thermique qu’il doit recevoir pour que sa température s’élève de 1 degré Celsius, sans changement d’état. On utilise aussi la capacité thermique massique c qui correspond à l’énergie nécessaire pour élever de 1 degré Celsius par gramme de système. TP: Proposer et réaliser une manipulation permettant d’évaluer la capacité thermique massique du fer.

3.2. Différents modes de transferts Quels sont les différents modes de transfert d’énergie thermique? La conduction: Transferts de l’énergie thermique de proche en proche des particules de la région chaude vers la région froide, sans déplacement de matière. (généralement limitée aux solides). La convection: Le transferts de l’énergie thermique se fait par déplacement de matière. (généralement pour les liquides et les gaz). Le rayonnement: Il s’agit d’un transfert d’énergie par onde électromagnétique qui ne nécessite par de contact matériel.

3.3. Résistance thermique Lorsqu’une surface laisse passer de l’énergie thermique par unité de temps, on parle de flux thermique 𝝋: 𝝋= 𝑸 ∆𝒕 La résistance thermique 𝑹 𝒕𝒉 de cette paroi est le rapport entre la différence de température des 2 faces et le flux thermique: (voir doc 10 p 358) 𝑹 𝒕𝒉 = 𝑻 𝟏 − 𝑻 𝟐 𝝋 Elle est aussi égale au rapport entre son épaisseur e et le produit de la surface traversée S et la conductivité thermique du matériau 𝜆. 𝑹 𝒕𝒉 = 𝒆 𝝀×𝑺

4. Bilan d’énergie. Pour établir un bilan d’énergie, il faut définir le système macroscopique, repérer tous les transferts d’énergie qu’il subit et leur affecter un signe + s’il reçoit cette énergie ou un signe – s’il donne cette énergie.

Exercices p 361 n° 1, 2, 3, 4 , 11, 18, 23, 24, 25, 34, 37.