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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 16
Activité 2 - Activité d'exploration
Flux thermique et résistance thermique
18 professeurs ont participé à cette page
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Objectif : Relier écart de température, flux et résistance thermique.
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Problématique de l'activité
Le chauffage des habitations représente près de 50 % de la consommation d'énergie mondiale. Ce pourcentage est presque identique concernant les émissions de dioxyde de carbone \text{CO}_2(\text{g}).
Quel impact peut avoir une bonne isolation thermique sur une habitation ?
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Doc. 1Flux thermique
Le zoom est accessible dans la version Premium.
\phi=\frac{Q}{\Delta t} où
\phi : flux thermique échangé (W)
Q : énergie de transfert thermique (J)
\Delta t : durée de l'échange (s)
Q : énergie de transfert thermique (J)
\Delta t : durée de l'échange (s)
Le flux thermique entre les deux faces d'une paroi est
proportionnel à l'écart de température \Delta T :
\phi=\frac{\Delta T}{R_{\mathrm{th}}} où
\Delta T : écart de températures (K)
R_{\mathrm{th}} : résistance thermique (K·W-1)
R_{\mathrm{th}} : résistance thermique (K·W-1)
La grandeur R_{\mathrm{th}} quantifie l'opposition de la paroi au flux thermique. Lorsque les parois sont superposées, les résistances thermiques s'ajoutent.
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Doc. 2Maison à isoler
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Sur l'image infrarouge apparaissent en rouge les surfaces les plus chaudes et en violet les plus froides. Cette maison possède 15 m2 de vitrage simple, les murs extérieurs font 85 m2, le toit 79 m2 et le sol 70 m2.
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Doc. 3Résistance thermique surfacique
La résistance thermique surfacique r_{\mathrm{S}} est une grandeur indépendante de la taille de la surface S qui caractérise le pouvoir isolant d'une paroi :
r_{\mathrm{s}}=R_{\mathrm{th}} \cdot S
r_{\mathrm{s}} : résistance thermique surfacique (m2·K·W-1)
S : surface de la paroi (m2)
S : surface de la paroi (m2)
| Parois | Vitre | Mur | Sol | Plafond | Triple vitrage | Laine de verre |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Résistance thermique surfacique \bm r_{\textbf{s}} (m2·K·W‑1) | 0,16 | 1,9 | 3,1 | 4,2 | 1,6 | 3,1 |
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Questions
Compétence(s)
REA : Appliquer une formule
COM : Rédiger correctement une résolution d'exercice
COM : Rédiger correctement une résolution d'exercice
1. Repérer sur l'image en infrarouge les zones de déperdition thermique.
2. Calculer la résistance thermique R_{\mathrm{th}} des vitres, du sol, des murs et du plafond. En déduire la paroi la moins isolante.
3. Calculer le flux thermique passant par les vitres \phi_{\text{v}}, les murs \phi_{\mathrm{m}}, du plafond \phi_{\mathrm{p}} et du sol \phi_{\mathrm{s}} lorsque l'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur est de 20 K.
4. Comparer ces valeurs à la réponse de la question 1.
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Synthèse de l'activité
Calculer l'économie d'énergie réalisée en une année si le simple vitrage est remplacé par du triple vitrage pour un écart moyen de température de 5 K.
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j'ai une idée !
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah