Dix questions pour vérifier ta maîtrise du stockage et des transferts d’énergie. Choisis une seule réponse par question, puis lis l’explication.
Questions répondues : 0/10 · Bonnes réponses : 0
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Quelle est l’unité de la capacité thermique massique ?
c = Q ÷ (m × ΔT) s’exprime en joules par kilogramme et par kelvin.
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Quelle énergie faut-il pour chauffer 2,0 kg d’eau de 10 K (c = 4 180 J·kg⁻¹·K⁻¹) ?
Q = m × c × ΔT = 2,0 × 4 180 × 10 = 83 600 J ≈ 8,4 × 10⁴ J.
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Dans quel sens se fait spontanément un transfert thermique ?
Spontanément, l’énergie passe du plus chaud au plus froid jusqu’à l’équilibre thermique.
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Quelle est l’unité du flux thermique ?
Le flux est une énergie par unité de temps : 1 W = 1 J/s.
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Un système transfère 1 000 J en 50 s. Quel est le flux thermique ?
Φ = Q ÷ Δt = 1 000 ÷ 50 = 20 W.
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Que se passe-t-il quand la résistance thermique d’une paroi augmente ?
Φ = ΔT ÷ R_th : à ΔT donné, plus R_th est grande, plus Φ est faible.
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L’écart de température est de 20 K et R_th = 0,50 K·W⁻¹. Quel est le flux ?
Φ = ΔT ÷ R_th = 20 ÷ 0,50 = 40 W.
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Quel mode de transfert thermique existe même dans le vide ?
Le rayonnement est porté par des ondes électromagnétiques qui se propagent dans le vide.
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Quelle énergie faut-il pour fondre 0,10 kg de glace à 0 °C (L = 3,34 × 10⁵ J/kg) ?
Q = m × L = 0,10 × 3,34 × 10⁵ = 3,34 × 10⁴ J ; la température reste à 0 °C pendant la fusion.
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Comment limiter les pertes thermiques d’une maison ?
Un isolant de grande résistance thermique réduit le flux Φ = ΔT ÷ R_th.
Les notions passées en revue dans ce QCM stockage transferts
- Formes de stockage de l’énergie
- Énergie interne et Q = m × c × ΔT
- Changement d’état et Q = m × L
- Conduction, convection et rayonnement
- Flux thermique et résistance thermique
- Stockage dans un accumulateur et une retenue d’eau
Le piège classique
Le piège classique : oublier que la température reste constante pendant un changement d’état (et utiliser m × c × ΔT à la place de m × L), ou confondre énergie (en J) et flux (en W). Pense aussi à convertir les grammes en kilogrammes.
La bonne habitude
Avant de calculer, demande-toi : y a-t-il un changement d’état ? Quelle est la masse en kg ? Quel écart de température ? Écris la formule adaptée, remplace avec les unités, puis vérifie l’ordre de grandeur.
Questions fréquentes
Quelle différence entre chaleur et température ?
La température mesure l’état d’agitation des particules ; le transfert thermique (la chaleur) est une énergie échangée entre deux systèmes de températures différentes.
Pourquoi l’eau est-elle utilisée pour stocker de la chaleur ?
Sa capacité thermique massique est très élevée (4 180 J·kg⁻¹·K⁻¹) : elle stocke beaucoup d’énergie par kilogramme pour une variation de température donnée.
À quoi sert la résistance thermique ?
Elle permet de calculer le flux qui traverse une paroi : Φ = ΔT ÷ R_th. Une grande résistance thermique caractérise un bon isolant.