Énergie thermique et transfert thermique (Sciences Maths)

Sahl bzaf, chouf l'ichara dyal $Q$:

1. Ila kan $Q > 0$, l'jism khda (reçu) l'harara.
2. Ila kan $Q < 0$, l'jism 3ta (cédé) l'harara.
3. Dima khassk t7seb $T_f - T_i$. Ila kan $T_f > T_i$, l'jism skhon (khda). Ila kan $T_f < T_i$, l'jism brad (3ta).

💡 À retenir : $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$.

Le flux thermique $\Phi$ s'exprime en Watts (W). Il représente la puissance thermique transférée à travers une paroi.

💡 À retenir : $\Phi = \frac{Q}{\Delta t}$ (J/s = W).

L'énergie interne $U$ représente l'énergie microscopique totale d'un système. Elle inclut l'énergie cinétique d'agitation des molécules et l'énergie potentielle liée aux forces d'interaction entre elles. Elle ne dépend que de l'état du système (température, état physique).

💡 À retenir : L'énergie interne augmente si la température augmente.

Bach t7seb l'chaleur (Q) f halat taghyir l'hala (bhal tlj l'ma), kankhedmo l'3ala9a: $Q = m \cdot L$.

1. $m$ hiya l'kotla b kg.
2. $L$ hiya l'harara l'kamina (chaleur latente) li kat3ta f ttemrin.
3. Ila kan l'jism kaymtaSS l'harara (fusion), $Q$ katkon moujaba. Ila kan kayf9ed (tjamod), $Q$ katkon saliba.

💡 À retenir : F had l'hala, darajat l'harara matatghayyarch.

Non, la capacité thermique massique ($c$) est une propriété intrinsèque du matériau. Elle indique la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température d'un kilogramme de cette substance de 1°C. En revanche, la capacité thermique ($C = m \cdot c$) dépend bien de la masse.

💡 À retenir : $c$ est une constante pour un matériau donné.

1. Darajat l'harara (température) hiya miqdar li kaywri l'hala dyal l'jism (wach skhon aw bard), kankissouha b l'thermometre.
2. L'harara (chaleur) hiya tta9a li katntaqal mn jism l'akhar bsbab l'far9 f darajat l'harara.

💡 À retenir : L'harara hiya tta9a, darajat l'harara hiya l'hala.

Le calorimètre est une enceinte adiabatique (isolée thermiquement). Il permet de limiter les échanges de chaleur avec l'extérieur, ce qui rend les mesures de transfert thermique beaucoup plus précises lors des expériences de mélange ou de changement d'état.

💡 À retenir : Un calorimètre idéal n'échange aucune chaleur avec l'extérieur.

Pour les calculs de variation de température ($\Delta T$), les deux sont équivalents car $1 K$ d'écart est égal à $1 °C$ d'écart. Cependant, pour les formules thermodynamiques complexes (à vérifier par le professeur), le Kelvin est l'unité SI recommandée.

💡 À retenir : $\Delta T(K) = \Delta T(°C)$.

C'est un système qui n'échange aucune énergie thermique avec le milieu extérieur. Dans ce cas, la somme des transferts thermiques internes est nulle : $\sum Q = 0$.

💡 À retenir : Pas d'échange avec l'extérieur = Bilan thermique nul.

Oui, la résistance thermique $R_{th}$ dépend de la conductivité thermique du matériau (sa capacité à laisser passer la chaleur) et de l'épaisseur de la paroi. Plus le matériau est isolant, plus sa résistance thermique est élevée.

💡 À retenir : $R_{th} = \frac{e}{\lambda \cdot S}$.

1. Identifier tous les corps (eau, métal, calorimètre).
2. Écrire l'équation : $Q_1 + Q_2 + ... + Q_{cal} = 0$.
3. Développer chaque terme : $m_i c_i (T_f - T_i) = 0$.
4. Isoler $T_f$ dans l'équation.

💡 À retenir : $T_f$ est toujours compris entre la température la plus basse et la plus élevée.

Oui, lors d'un changement d'état (fusion, vaporisation), l'énergie apportée sert uniquement à rompre les liaisons intermoléculaires sans augmenter l'agitation thermique. C'est pourquoi la température reste constante pendant ce processus.

💡 À retenir : L'énergie est "stockée" dans le changement d'état.