Bilan : Synthèse et méthode sur Énergie interne, transferts thermiques et résistance thermique
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Énergie reçue par un corps qui s'échauffe : Q = m c T. • Flux traversant une paroi (loi de Fourier) : = TR_th, avec R_th = e/ S. • Échange d'un fluide en mouvement avec une paroi (Newton) : = h S T. • Puissance apportée/emportée par un fluide circulant : = q_m c T. • En régime stabilisé : apports = pertes.
Le cours
1. Méthodologie globale Les problèmes de thermique couplent très souvent un bilan global de puissance (conservation de l'énergie en régime permanent) et le comportement spécifique des parois (résistance de conduction, loi de Newton en surface) ou des fluides (échauffement d'un fluide qui circule). Distinguez bien l'énergie Q (en J, stockée ou cédée, liée à c) et le flux (en W, transfert par seconde) : ils sont reliés par Q = t. 2. Les relations du chapitre • Premier principe : U = W + Q. • Échauffement sans changement d'état : Q = m\,c\,(T_f - T_i). • Conduction : = TR_th avec R_th = e/ S ; couches en série : R_tot = R_1 + R_2. • Convection : = h\,S\, T ; rayonnement : = \,\,S\,T^4 (T en kelvins). • Fluide qui circule : = q_m\,c\, T. 3. Démarche en quatre temps 1. Délimiter le système et noter les températures connues. 2. Décider du régime : transitoire (la température évolue, on utilise Q = m\,c\, T) ou permanent (températures fixes, apports = pertes). 3. Exprimer chaque flux avec la loi adaptée, en unités SI. 4. Résoudre, puis vérifier le signe et l'ordre de grandeur.
Dans ce chapitre
- Chaleur et température, changements d'état de classe de 4e
- Masse volumique et volume d'un corps de classe de 4e
- Mouvement de la matière : conduction et convection de classe de Seconde
- Énergie interne d'un système et température
- Premier principe et variation d'énergie interne
- Chaleur massique et capacité thermique massique
- Conduction thermique et flux de conduction
- Convection thermique et échanges par fluide
- Rayonnement thermique et échanges radiatifs
- Résistance thermique d'un matériau et isolation
- Coefficient de conductivité thermique d'un matériau
- Bilan thermique d'une pièce et d'un échangeur
- Diagramme d'échangeur de chaleur et circuits caloporteurs
- Bilan : Synthèse et méthode sur Énergie interne, transferts thermiques et résistance thermique