CHAPITRE 12 : Transferts thermiques

TP 17: Transferts thermiques Conduction: Expériences au bureau avec l’étoile et la cire: transfert thermique dans différents métaux. Avec le carrelage/ bois et le glaçon Convection: Vidéo Rayonnement: Soleil (le seul possible dans le vide).

Activité : le microscope a force atomique

Le microscope à effet Tunnel Ce microscope doit son nom à la propriété quantique de la matière qui est à la base de son fonctionnement: l’effet tunnel. Une pointe métallique est positionnée avec une très grande précision près de la surface à observer. L’effet tunnel se produit ensuite, engendrant un courant électrique (circulation d’électrons) entre la surface et la pointe. L’analyse de ce courant par un ordinateur permet de reconstituer une «image» de la surface avec une précision nanométrique.

ÉNERGIE INTERNE D’UN SYSTÈME L’essentiel ÉNERGIE INTERNE D’UN SYSTÈME L’état macroscopique = accessibles à l’échelle humaine (vie quotidienne). Cet état est quantifié par la masse ou la quantité de matière (g ou mol), ... L’état microscopique de la matière concerne la matière à l’échelle atomique ou moléculaire. Entre ces 2 états, il existe une constante de liaison : le nombre d’Avogadro NA=6,023×1023 particules par mole.

L’essentiel On distingue trois types de systèmes : Un système ouvert : échange de matière et d’énergie avec l’extérieur. Un système fermé : échange uniquement d’énergie avec l’extérieur. Un système isolé : pas d’échange avec l’extérieur. BILAN d’énergie: On appelle énergie interne U d’un système l’ensemble de toutes les énergies qui se manifestent au niveau des particules microcospiques (énergie cinétique microscopique, potentielle microscopique, ...). Et sa variation pour un système dont Em=cste est la conséquence des échanges d’énergie avec l’extérieur: Δ U = Q + W

L’essentiel Échange par transfert thermique: • Conduction: échange par contact sans déplacement de matière. • Convection: échange par mouvement de matière comme dans un radiateur alimenté par de l’eau chaude. • Rayonnement: échange à l’aide d’ondes électromagnétiques comme l’infra rouge ou le rayonnement solaire.

L’essentiel Car le flux est aussi appelé puissance thermique Pth. Attention: il ne faut pas confondre transfert thermique et température.Le terme de transfert thermique est préféré à «chaleur». Dans la vie courante, la chaleur est souvent confondue avec un état de température; le transfert thermique est un échange d’énergie entre deux systèmes et ne peut être assimilé à la température d’un système.

A RETENIR _ chapitre 12 Définitions des 3 systèmes: ouvert, fermé, isolé. Et des 3 types de transferts thermiques: conduction, convection et rayonnement. Et les transferts se font de la source chaude vers la source froide. La variation d’énergie interne= transferts énergétique au niveau microscopique: ΔU=Q + W On compte positivement si le système reçoit et négativement si le système donne. Si un syst. n’échange que par transfert thermique: ΔU=m.c.ΔΘ Le flux=puiss. Thermique: définit la v du transfert th. Et la résistance thermique: capacité d’1 matériau à s’opposer à un transfert th.: Φ= 𝑄 Δ𝑡 = ΔΘ 𝑅𝑡ℎ

Fin