Transferts thermiques d’énergie

I) 1) Observer le monde microscopique

"Stade quantique"

Figure obtenue en disposant 48 atomes de fer sur une surface de cuivre. Sa largeur est d'environ 5 nanomètres. Cette image a été obtenue à l'aide d'un microscope à effet tunnel : elle montre que les électrons se comportent comme des ondes. © IBM, Crommie, Lutz & Eigler (IBM Almaden Visualization Lab)

Idéogramme japonais (kanji) signifiant "atome"

Ce kanji a été créé par les chercheurs d'IBM avec des atomes de fer sur du cuivre. L'image a été obtenue avec un microscope à effet tunnel. © IBM, Lutz & Eigler (IBM Almaden Visualization Lab)

I) 2) Ordres de grandeur

III) 1) Différents modes de transferts thermiques

CONDUCTION

Barre de métal

Figure 6 : La conduction thermique

Expérience : On plonge des tiges métalliques dans de l’eau chaude.On peut voir la température augmenter progressivement le long des tiges métalliques mais à des vitesses différentes. La vitesse du transfert thermique par conduction dépend de la conductivité thermique du matériau.

CONVECTION

RAYONNEMENT

Lampe IR

Expérience montrant le transfert thermique par rayonnement

III) 3) Expression du flux thermique dans le cas d’une paroi plane

III) 4) Irréversibilité du transfert thermique

IV) Bilan d’énergie

Exemple : chauffe-eau solaire

Eau circuit primaire

SoleilCapteur solaire

Pertes dans l’environnement

Pertes dans l’environnement

Eau du ballon