CHAPITRE 07 TRANSFERT DENERGIE ET ENERGIE INTERNE TP

CHAPITRE 07 TRANSFERT D’ENERGIE ET ENERGIE INTERNE - TP : correction - bilan - exercices - Difficulté du chapitre

TP : CORRECTION

bilan 1 - l’énergie interne d’un corps définition 2 - le transfert thermique 3 - evaluation du transfert thermique -Le transfert thermique provoque une élévation de température du corps : Q=m. c. Δθ -Le transfert thermique provoque un changement d’état : Q=m. L 4 - conservation de l’énergie E= Ec+Ep+U

exercices Exercice 1 : 1 - Calculer la quantité d’énergie à fournir : • 100 g d’eau pour élever la température de 20°C ; • à 500 g d’eau à 100°C et sous 1 bar, pour obtenir 50 g de vapeur. 2 -quels sont le sens et la valeur du transfert thermique lorsque les 500 g de vapeur à 100°C se liquéfient à la même température ? 3 -Dans les 3 cas envisagés ci-dessus, l’énergie interne de l’eau varie-t-elle ? Données : c(eau)= 4, 18 k. J. kg-1 ; Lv(eau)= 2, 26. 103 k. J. kg-1.

Exercice 2 Combien de litres d’eau chaude à 60°C faut-il ajouter à 20 L d’eau à 21°C, pour obtenir un bain à 32°C ? Exercice 3 On sort d’un congélateur une bouteille en plastique contenant 1, 00 kg de glace à -10°C. Au bout de 3 heures, la bouteille contient de l’eau à 18, 0 °C. • Evaluer le transfert thermique nécessaire à cette transformation. 2 - Quelle est la puissance moyenne de ce transfert ? Données : c(eau)= 4, 18 k. J. kg-1 ; c(glace)= 2, 10 k. J. kg-1 ; Lf(glace)= 335 k. J. kg-1.

Exercice 4 Sur une portion de piste de longueur 100 m et de pente 12, 0 %, un bobsleigh est animé d’un mouvement rectiligne uniforme à la vitesse de 95, 0 km. h-1. La masse de l’engin et des bobeurs est égale à 360 kg. • L’énergie mécanique du bobsleigh est-elle constante ? 2 - déterminer la puissance thermique dégagée lors de la descente de l’engin. Donnée : g= 9, 81 N. kg-1.

Exercice 5 Un capteur solaire thermique comporte une vitre et un serpentin noir. De l’eau circule dans le serpentin avec un débit de 20, 0 L par heure. La température de l’eau, à l’entrée du serpentin, est égale à 14, 9 °C, alors qu’elle est de 35, 2 °C à la sortie. 1 -a-Quel est le mode de transfert d’énergie reçu par le capteur solaire ? b- quels sont les rôles respectifs de la vitre et de la peinture noire ? c- comment se nomme ce phénomène ? 2 - calculer la valeur du transfert d’énergie fourni à l’eau chaque seconde. 3 - au cours de cette expérience, la puissance rayonnante reçue est de 800 W. Calculer le rendement de ce capteur solaire. Donnée : c(eau)= 4, 18 k. J. kg-1

Difficulté du chapitre -Savoir évaluer un transfert d’énergie au cours d’une série de transformations -Décomposer la transformation en plusieurs étapes en ne mélangeant pas les changements d’état et les variations de température.