CH 13 (14) Transferts macroscopiques d’énergie

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1 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

2 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 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.

4 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

5 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.

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