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Transferts thermiques : QCM de sciences physiques en terminale

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Transferts thermiques : QCM de sciences physiques en terminale

Dix questions pour tester ta maîtrise des transferts thermiques : modes de transfert, flux, résistance thermique, constante de temps et rayonnement. Choisis une seule réponse puis lis l’explication.

Quiz sciencesTransferts thermiques et bilan d’énergie

Questions répondues : 0/10 · Bonnes réponses : 0

  1. Quel mode de transfert thermique peut se propager dans le vide ?

  2. Dans quelle unité s’exprime le flux thermique ?

  3. Quelle est l’expression de la résistance thermique d’une paroi plane ?

  4. Une paroi de résistance thermique 0,25 K·W⁻¹ sépare deux milieux d’écart 10 K. Quel est le flux ?

  5. Deux parois de résistances 0,10 K·W⁻¹ et 0,15 K·W⁻¹ sont traversées successivement. Quelle est la résistance totale ?

  6. Un système a C = 2,0 × 10³ J·K⁻¹ et hS = 4,0 W·K⁻¹. Quelle est sa constante de temps ?

  7. Quelle part de l’écart initial à T_ext reste-t-il à l’instant t = τ ?

  8. D’après la loi de Wien, quelle longueur d’onde correspond au maximum d’émission d’une surface à 5 800 K ?

  9. La température absolue d’un corps noir double. Par quel facteur le flux surfacique émis est-il multiplié ?

  10. Pourquoi une couche d’air immobile est-elle un bon isolant ?

Les notions passées en revue dans ce QCM transferts thermiques

  • Trois modes de transfert : conduction, convection, rayonnement
  • Flux thermique Φ = Q ÷ Δt en watts
  • Résistance thermique R = e ÷ (λS) et association en série
  • Loi de Newton et constante de temps τ = C ÷ (hS)
  • Solution exponentielle T(t) = T_ext + (T₀ − T_ext)e^(−t/τ)
  • Lois de Stefan-Boltzmann et de Wien, effet de serre

Le piège classique

Le piège classique : confondre chaleur et température, ou oublier de passer en kelvins dans σT⁴. Autre erreur fréquente : croire qu’une grande résistance thermique donne un grand flux alors que Φ = ΔT ÷ R diminue quand R augmente.

La bonne habitude

Dessine toujours un schéma avec le sens du flux et, pour plusieurs parois, le circuit équivalent en série. Pour la loi de Newton, repère T₀, T_ext et τ avant de calculer, puis vérifie qu’à t = 0 ta formule redonne T₀.

Questions fréquentes

Quelle différence y a-t-il entre chaleur et température ?

La température caractérise l’état d’un système, tandis que la chaleur (transfert thermique Q) est une énergie qui passe d’un système à un autre à cause d’une différence de température.

Pourquoi le refroidissement suit-il une exponentielle ?

Parce que le flux perdu est proportionnel à l’écart de température : plus le système se rapproche de T_ext, plus le flux diminue, et la température évolue de plus en plus lentement.

Comment mesurer la constante de temps sur une courbe ?

On cherche l’instant où le système a parcouru 63 % de l’écart total, ou on trace la tangente à l’origine qui coupe l’asymptote en t = τ, ou on linéarise avec un logarithme.

Pourquoi la Terre a-t-elle une température moyenne de 15 °C et non de −18 °C ?

L’atmosphère absorbe une partie du rayonnement infrarouge émis par le sol et en renvoie vers lui : c’est l’effet de serre, qui relève la température moyenne d’environ 33 K.