JE SAISFaire le lien entre le macroscopique et le microscopique
Identifier le système.
Identifier les composantes microscopiques : molécules, atomes, etc.
Pour relier le macroscopique au microscopique on utilise la constante d’Avogadro : Na=6,02.1023 mol-1.
Dans une mole d’une entité, il y a Na entités.
JE SAISIdentifier un système donné
Qu’est-ce qui appartient au système et qu’est-ce qui est extérieur au système ?
Les caractéristiques du système :
fermé, ouvert
calorifugé, conducteur thermique
isolé, soumis à des contraintes extérieures
JE SAISCaractériser les énergies mises en jeu
énergie interne : elle n’intervient que s’il y a des transferts d’énergie thermique ou des transferts de travail à l’échelle microscopique.
énergie mécanique : elle est caractérisée par la présence de forces macroscopiques : force gravitationnelle, force de frottements, force électrostatique.
JE SAISCaractériser les variations d’énergie
Pour l’énergie interne : variation si...
modification de la température = variation de la cinétique des particules microscopiques
Pour l’énergie mécanique : variation si...
changement de position dans un champ de force extérieur (dans le champ gravitationnel par exemple)
forces de frottements dues à un freinage
Si ΔU>0 le système reçoit de l’énergie du milieu extérieur.
Si ΔU<0 le système fournit de l’énergie au milieu extérieur.
JE SAISFaire un bilan énergétique
Définir le système macroscopique étudié.
Relever la nature des transferts énergétiques
par travail
transferts thermiques
Repérer le sens de ces transferts et leur attribuer un signe positif si le système reçoit de l’énergie ou négatif s’il en perd.
Calculer les variations d’énergie.
En déterminer la variation d’énergie totale s’il y a lieu : ΔEtot=ΔU+ΔEm
BTransferts thermiques
JE SAISCalculer la variation d’énergie interne
Pour un système condensé, c’est-à-dire solide ou liquide, la variation de l’énergie interne est proportionnelle à la variation de température.
ΔU=C×ΔT=C×(Tf−Ti)
JE SAISIdentifier les différents modes de transfert thermique
transfert thermique par conduction :
état solide du système
transfert de proche en proche par contact (entre parois, entre métaux, entre plaques, etc.)
transfert thermique par convection : états liquides ou gazeux.
transfert thermique par rayonnement : présence d’une source de rayonnements (soleil, lampe, etc.).
JE SAISCalculer le flux thermique
Identifier l’écart de température :
température initiale ou à l’intérieur du système.
température finale ou à l’extérieur du système.
Identifier la durée de l’expérience.
Φ=ΔtQ
JE SAISCalculer le flux thermique dans le cas d’une paroi plane
mots clés :
paroi, surface de séparation, plaque isolante
épaisseur
aire
conductivité thermique
écart de température
expression du flux thermique dans le cas d’une paroi plane d’aire S et d’épaisseur e : Φ=λ×eS×ΔT
expression de la résistance thermique d’une paroi plane : Rth=λ×Se