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Le sommaire
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I) Elévation de la température d'un corps

A. Elévation de la température par un travail mécanique
B. Elévation de la température par un transfert thermique

II) Exemples de transferts thermiques

A. Transfert thermique par conduction et convexion
B. Transfert thermique par rayonnement

III) Etude du transfert thermique par conduction

A. Conducteurs thermiques
B. Approche microscopique de la conduction

IV) Energie transférée par voie thermique

V) Deux exemples liés aux sciences de la vie et de la Terre

A. Transfert thermique au niveau des océans
B. L'effet de serre : un transfert d'énergie par rayonnement

VI) Les transferts d'énergie d'un système

A. L'énergie d'un système, une fonction d'état
B. Approche du principe de conservation de l'énergie
C. Un exemple d'analyse des transferts d'énergie
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Résumé du document
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I) ÉLEVATION DE LA TEMPERATURE D'UN CORPS

A) ÉLEVATION DE LA TEMPERATURE PAR UN TRAVAIL MECANIQUE

En fournissant un travail mécanique, James Prescott Joule parvient à augmenter la température de l'eau contenue dans une cuve.
Il utilise pour cela un dispositif qui transforme le mouvement de translation de deux masses en un mouvement de rotation des palettes brassant l'eau.

B) ÉLEVATION DE LA TEMPERATURE PAR UN TRANSFERT THERMIQUE

Transfert thermique par conduction et convection

Une élévation de température identique peut être obtenue en chauffant l'eau à l'aide d'une plaque électrique par exemple.
Ce mode de transfert d'énergie est un transfert thermique.
Il s'effectue par la mise en contact de deux systèmes matériels de températures différentes et peut se produire sans déplacement de matière (dans le cas d'une conduction thermique) ou avec un déplacement de matière (dans le cas d'une convection thermique).

Transfert thermique par rayonnement

En exposant de l'eau aux rayons du Soleil, on observe à nouveau une variation de température.
Elle est due à un transfert thermique de l'énergie, qui s'effectue à distance et que l'on nomme rayonnement.

Conclusion

Par un transfert thermique, il est possible d'obtenir une élévation de température identique à celle obtenue par un travail mécanique.
Remarque : on regroupe les deux modes de transfert thermique (par conduction ou par convection) sous l'appellation « transfert thermique ».
Le transfert thermique par rayonnement est alors simplement appelé « rayonnement ».

II) EXEMPLES DE TRANSFERTS THERMIQUES

A) TRANSFERT THERMIQUE PAR CONDUCTION ET CONVEXION

Quand on met en contact deux morceaux de fer de températures différentes, les températures de chaque morceau évoluent jusqu'à atteindre une température intermédiaire, dont la valeur dépend des masses en présence.
Du café chaud laissé à l'air ambiant voit sa température diminuer.
La vitesse du refroidissement est plus importante s'il est servi dans un récipient métallique plutôt que dans un récipient en porcelaine ou en matière plastique ()

Extraits

[...] Approche microscopique de la conduction Un transfert thermique par conduction nécessite une interaction entre les particules du système et celles de son environnement. Le transfert thermique par conduction de manière désordonnée par des chocs entre les particules dans le cas des fluides ou par la transmission de vibrations dans le cas des solides. Exemple Les molécules du corps A cèdent une partie de leur énergie microscopique aux molécules du corps B dont la température est plus basse. Le transfert d'énergie est désordonné. [...]


[...] Ce mode de transfert d'énergie est un transfert thermique. Il s'effectue par la mise en contact de deux systèmes matériels de températures différentes et peut se produire sans déplacement de matière (dans le cas d'une conduction thermique) ou avec un déplacement de matière (dans le cas d'une convection thermique). Transfert thermique par rayonnement En exposant de l'eau aux rayons du Soleil, on observe à nouveau une variation de température. Elle est due à un transfert thermique de l'énergie, qui s'effectue à distance et que l'on nomme rayonnement. [...]


[...] Le transfert thermique s'effectue spontanément du système dont la température est la plus élevée au système dont la température est la plus basse. L'égalité des températures traduit l'équilibre thermique. Dans le cas d'un transfert avec l'atmosphère, la variation de température de celle-ci est trop insignifiante pour être détectée. Transfert thermique par rayonnement Exposés à la lumière du Soleil, certains tissus déteignent, la peau brunit, une pellicule photographique est impressionnée. La lumière qui est émise par une lampe pénètre dans l'œil où elle déclenche des réactions biochimiques. [...]

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Informations sur le doc

Date de publication
10/06/2011
Langue
français
Format
Word
Type
cours
Nombre de pages
3 pages
Niveau
grand public

Informations sur l'auteur Anne-Cécile M. (étudiant)

Niveau
Grand public
Etude suivie
littérature
Ecole, université
Université...
Note du document :
         
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Les transferts thermiques (niveau Première)

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