📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Transfert thermique par conduction : Échange d'énergie sans déplacement de matière. Le flux thermique $\Phi$ à travers une paroi est : $\Phi = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{T_2 - T_1}{R_{th}}$.
- Transfert thermique par changement d'état : L'énergie reçue ou cédée par un corps pur lors d'un changement d'état est $Q = m \cdot L_f$ (fusion) ou $Q = m \cdot L_v$ (vaporisation).
- Transfert thermique par variation de température : Pour un corps de masse $m$ : $Q = m \cdot c \cdot (T_f - T_i)$, où $c$ est la capacité thermique massique ($J \cdot kg^{-1} \cdot K^{-1}$).
- Calorimétrie : Dans un système isolé, la somme des transferts thermiques est nulle : $\sum Q = 0$.
Méthodes à maîtriser
- Bilan thermique : Identifier tous les corps en présence. Écrire $\sum Q = 0$ en incluant le calorimètre ($Q_{cal} = C_{cal} \cdot \Delta T$).
- Calcul du flux : Identifier la surface $S$, l'épaisseur $e$ et la conductivité $\lambda$ pour calculer $R_{th} = \frac{e}{\lambda \cdot S}$.
Exemples corrigés
Exemple : Chauffer 200g d'eau de 20°C à 80°C ($c_{eau} = 4180 J \cdot kg^{-1} \cdot K^{-1}$). $Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 0,2 \cdot 4180 \cdot (80 - 20) = 50160 J$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir la masse en $kg$.
- Confondre capacité thermique massique ($c$) et capacité thermique ($C = m \cdot c$).
- Oublier le signe "-" dans les transferts thermiques (si le corps cède de la chaleur, $Q < 0$).