Transferts thermiques et dissipation de Seconde

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Un transfert thermique Q (en joules) se fait spontanément du corps le plus chaud vers le corps le plus froid • Trois modes de transfert : conduction, convection, rayonnement • Changement d'état d'une masse m : Q = m L, avec L l'énergie massique de changement d'état (Jkg^-1) • Les frottements convertissent de l'énergie mécanique en énergie thermique : l'énergie n'est pas détruite, elle est dissipée

Le cours

Transferts thermiques et dissipation de Seconde • Un transfert thermique Q (en joules) se fait spontanément du corps le plus chaud vers le corps le plus froid • Trois modes de transfert : conduction, convection, rayonnement • Changement d'état d'une masse m : Q = m L, avec L l'énergie massique de changement d'état (Jkg^-1) • Les frottements convertissent de l'énergie mécanique en énergie thermique : l'énergie n'est pas détruite, elle est dissipée Transfert thermique et changement d'état • Un transfert thermique est un échange d'énergie dû à une différence de température : il va toujours, spontanément, du corps chaud vers le corps froid. • Il se fait par conduction (de proche en proche dans un solide, comme une cuillère dans un thé chaud), par convection (déplacement d'un fluide, comme l'air chaud qui monte) ou par rayonnement (lumière et infrarouges, comme le Soleil). • Pour qu'une masse m change d'état à température constante, il faut lui transférer Q = m L. Pour la fusion de la glace, L_f = 334\ kJkg^-1. La dissipation d'énergie par les frottements • Quand un objet frotte (freins, air, sol), il ralentit : son énergie mécanique diminue et les surfaces en contact s'échauffent. • Cette énergie n'est pas détruite : elle est transférée au milieu extérieur sous forme thermique. On dit qu'elle est dissipée, car on ne peut pas la récupérer simplement pour remettre l'objet en mouvement. • L'énergie totale se conserve toujours : énergie mécanique perdue = énergie thermique dissipée. Astuce et méthode clé Pour faire un bilan, suis l'énergie comme de l'argent sur un compte : ce que l'objet perd en énergie mécanique se retrouve, au joule près, en énergie thermique transférée aux freins, à l'air ou au sol. Piège classique à éviter Croire que la température monte forcément quand un corps reçoit de l'énergie : pendant la fusion de la glace à 0\ ^C, l'énergie reçue sert au changement d'état et la température reste égale à 0\ ^C.

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