3. Flux thermique à travers une paroi et résistance thermique

FICHE 1
Fiche à destination des enseignants
TS 20
Les transferts thermiques dans un bâtiment
|Type |Activité avec étude documentaire |
|d'activité | |
| | | |
| |Notions et contenus du |Compétences exigibles du |
| |programme de Term S |programme de Term S |
| | | |
| |Transferts d'énergie entre | |
| |systèmes macroscopiques : | |
| |Transferts thermiques : |Interpréter les transferts |
| |conduction, convection, |thermiques dans la matière à |
| |rayonnement. |l'échelle microscopique. |
| | | |
| |Flux thermique. Résistance |Exploiter la relation entre le |
| |thermique. |flux thermique à travers une |
| | |paroi plane et l'écart de |
| | |température entre ses deux faces.|
| | |
| |Compétences du préambule du cycle terminal |
| |Démarche scientifique |
| |Mettre en ?uvre un raisonnement |
| |Mobiliser ses connaissances |
| |Rechercher, extraire et organiser l'information utile |
| |Maîtriser les compétences mathématiques de base |
| |Communiquer à l'écrit |
| |Maîtriser les compétences langagières (français) |
| | |
| |Compétences relatives à « Extraire et exploiter des |
| |informations » |
| |Extraire |
| |Choisir de manière argumentée ce qui est à retenir dans des |
| |ensembles |
| |Supports d'information : |
| |Textes de vulgarisation |
| |Tableaux de données |
| | |
| |Exploiter |
| |Identification des grandeurs physiques |
| |Exploitation qualitative |
| |Analyse dimensionnelle |
| |Comparaison d'ordres de grandeur |
| |Communication en tant que scientifique |
| |Compétences relatives à « Mesures et incertitudes » |
| | |
| |Expression et acceptabilité du résultat |
| |Maîtriser l'usage des chiffres significatifs et l'écriture |
| |scientifique. |
| |Associer l'incertitude à cette écriture. |
|Commentaires |Cette activité illustre la partie |
|sur |« Comprendre : lois et modèles » |
|l'exercice |et la sous-partie |
|proposé |« Energie, matière et rayonnement » |
| |du programme de Terminale S. |
|Conditions de|Durée : 1 h |
|mise en ?uvre| |
|Remarques |Les notions de transferts thermiques, de flux thermique, de |
| |conductivité thermique d'un matériau, de résistance thermique |
| |d'une paroi ne doivent pas avoir été abordées avant l'activité |
| |dont l'objectif est de les introduire. A l'issue de l'activité, |
| |une structuration des connaissances sera effectuée en cours. |
| |La résistance thermique a été définie par analogie avec la loi |
| |d'Ohm ; dans le domaine du bâtiment, on parle toujours de |
| |résistance thermique surfacique, en omettant le terme |
| |surfacique. On attirera bien l'attention des élèves sur ce |
| |point, afin qu'il y ait cohérence dans les relations et les |
| |unités. | FICHE 2 Texte à distribuer aux élèves TS 20
Les transferts thermiques dans un bâtiment
2 1. Les trois types de transferts thermiques
Document 1 |Caractéristiques de transferts thermiques |
|A |Transfert d'énergie qui existe pour tout corps. Il a lieu sans contact |
| |physique et correspond à de l'énergie électromagnétique. |
|B |Transfert d'énergie par contact dans un matériau ou à l'interface entre 2 |
| |milieux. Il a lieu lorsqu'une différence de température existe entre 2 régions|
| |d'un système. L'énergie des particules se communique de proche en proche. |
|C |Transfert d'énergie provoqué par le mouvement d'ensemble d'un fluide (liquide |
| |ou gaz). Il peut être naturel ou forcé. | Document 2 |Schéma 1 |Schéma 2 |
| |[pic] |
|[pic] | |
Document 3 |Types de transferts thermiques |
|1 |Conduction |
|2 |Convection |
|3 |Rayonnement | Question 1 Associer à chacun des schémas 1 et 2 le type de transfert thermique
illustré ainsi que les caractéristiques correspondantes. |Schéma |Types de transferts thermiques (1, 2 |Caractéristiques de transferts |
| |ou 3) |thermiques (A, B ou C) |
|1 | | |
|2 | | | Question 2 Compléter le tableau suivant concernant le(s) type(s) de transfert(s)
thermique(s) mis en jeu au niveau des zones ou des équipements suivants
d'une maison :
|Localisation |Types de transferts thermiques mis en jeu (1, 2 ou 3) |
| | |
| | |
|Murs extérieurs | |
| |Justification : |
| | |
| | |
| | |
|Dalle béton sur | |
|vide sanitaire | |
| |Justification : |
| | |
| | |
| | |
|Toiture | |
| |Justification : |
| | |
| | |
| | |
|Vitres | |
| |Justification : |
| | |
| | |
| | |
|Radiateur | |
|électrique | |
| |Justification : |
| | |
| | |
| | |
|Cheminée |