Physique-Chimie · 2nde

Calorimétrie et transferts thermiques

Ce que tu dois retenir

Chapitre 1 — Distinguer température et chaleur

La chaleur est un transfert d'énergie, la température est une mesure de l'agitation des particules.

Chapitre 2 — Conduction, convection, rayonnement

Conduction = contact dans un solide, convection = mouvement d'un fluide, rayonnement = ondes sans support matériel.

Chapitre 3 — Capacité thermique massique et formule Q = m·c·ΔT

Q = m × c × ΔT permet de calculer l'énergie thermique échangée lors d'une variation de température.

Chapitre 4 — Calorimétrie : méthode des mélanges

Dans un calorimètre isolé, la somme des énergies thermiques échangées est nulle.

Teste-toi

1. La température d'un corps est liée à...

AA. la quantité totale de chaleur stockée
BB. l'agitation des particules qui le constituent
CC. sa masse uniquement
DD. sa couleur
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Réponse : B — B. l'agitation des particules qui le constituent

La température mesure l'agitation thermique des particules : plus elles bougent, plus la température est élevée.

2. Lequel de ces transferts thermiques peut se faire dans le vide ?

AA. La conduction
BB. La convection
CC. Le rayonnement
DD. La conduction et la convection
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Réponse : C — C. Le rayonnement

Le rayonnement transporte l'énergie par ondes électromagnétiques et n'a pas besoin de matière, contrairement à la conduction et à la convection.

3. Dans la formule Q = m × c × ΔT, l'énergie thermique Q s'exprime en...

AA. joules
BB. watts
CC. kelvins
DD. degrés Celsius
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Réponse : A — A. joules

Q est une énergie, donc son unité dans le Système international est le joule (J).

4. Si la variation de température ΔT est négative, cela signifie que le corps...

AA. reçoit de l'énergie
BB. cède de l'énergie
CC. ne change pas de température
DD. change d'état
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Réponse : B — B. cède de l'énergie

Un ΔT négatif correspond à un refroidissement : le corps perd de l'énergie thermique, donc Q est négatif.

5. Une casserole posée sur une plaque électrique chauffe principalement par...

AA. conduction
BB. convection
CC. rayonnement
DD. évaporation
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Réponse : A — A. conduction

Le fond de la casserole est en contact direct avec la plaque chaude : la chaleur se propage par conduction dans le métal.

6. La capacité thermique massique de l'eau liquide vaut environ...

AA. 450 J·kg⁻¹·°C⁻¹
BB. 4 180 J·kg⁻¹·°C⁻¹
CC. 1 000 J·kg⁻¹·°C⁻¹
DD. 418 J·kg⁻¹·°C⁻¹
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Réponse : B — B. 4 180 J·kg⁻¹·°C⁻¹

L'eau a une capacité thermique massique élevée d'environ 4 180 J·kg⁻¹·°C⁻¹, ce qui lui permet de stocker beaucoup d'énergie.

7. Dans un calorimètre isolé, si un corps chaud cède 500 J à l'eau froide, l'eau reçoit...

AA. 0 J
BB. 250 J
CC. 500 J
DD. 1 000 J
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Réponse : C — C. 500 J

Dans un système isolé, l'énergie cédée par le corps chaud est intégralement reçue par le corps froid : ici 500 J.

8. Pour élever 2 kg d'eau (c = 4 180 J·kg⁻¹·°C⁻¹) de 10°C à 30°C, l'énergie nécessaire est...

AA. 83 600 J
BB. 167 200 J
CC. 41 800 J
DD. 20 900 J
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Réponse : B — B. 167 200 J

Q = m × c × ΔT = 2 × 4 180 × 20 = 167 200 J.

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