Chapitre III : Transferts Thermiques

HABITAT - GESTION DE L'ÉNERGIE DANS L'HABITAT
Notions et contenus
Capacités exigibles
Transferts thermiques : conduction, convection, rayonnement
Flux thermique, résistance thermique.
Caractéristiques thermiques des matériaux.
Prévoir le sens d'un transfert thermique entre deux systèmes dans des cas concrets, ainsi que leur état final.
Décrire qualitativement les 3 modes de transferts thermiques en citant des exemples.
Réaliser expérimentalement le bilan thermique d'une enceinte en régime stationnaire.
Expliciter la dépendance entre la température d'un corps et la longueur d'onde pour laquelle l'émission de lumière est maximale.
Mesurer l'énergie échangée par transfert thermique.

Introduction
Pourquoi utiliser des casseroles en cuivre pour chauffer nos aliments, pourquoi remuer les aliments à l’intérieur de la casserole avec une cuillère en bois et non en métal ? pourquoi les radiateurs sont-ils en fonte ? Quelle isolation choisir dans notre maison pour limiter les pertes ?

I. Les trois modes de transferts thermiques A. La conduction
Expérience 1 : tige métallique chauffée à une de ses extrémités sur le bec électrique. On prend la température tous les 5 à 8 cm avec des thermomètres électroniques (aide de quelques élèves).
Observation : la température de l'extrémité de la tige métallique augmente
Conclusion : la chaleur se propage à l'intérieur du métal. Il y a transfert de chaleur à l'intérieur de la matière.

Définition : Le transfert de chaleur par conduction se fait de proche en proche ; transmission de proche en proche de l'agitation thermique : un atome (ou une molécule) cède une partie de son énergie cinétique à l'atome voisin. Il n'y a pas de déplacement de matière. C'est le seul mode de transfert dans les solides.
Exemples : casserole qui chauffe sur une plaque électrique ; isolation d'une maison.

B. La convection
Expérience 1 : Deux récipients transparents (par ex. des bouteilles en