PHYSIQUE APPLIQUEE - CHOLET Renaudeau - La Mode - L’Hyrôme

Transferts thermiques

mardi 15 novembre 2011, par jbernaud

Activité 1 :

Rechercher sur ce site l’animation, ayant le nom anglais ci-après Heat Transfer : Conduction, Convection, Radiation, sur les modes de transfert.

Donner pour chaque cas une définition et un exemple dans l’habitat.

Un petit film "How to kill a chocolate bunny" légèrement "gore" pour illustrer ces trois phénomènes. Pouvez vous associer à ces trois scènes ces modes de transfert ?

Activité 2 ( d’après Martial Aude et Jean-Claude Desarnaud académie Aix -Marseille)

Situation-problème

On réalise le spectre de la lampe à incandescence d’un rétroprojecteur à l’aide d’un réseau. A l’aide d’un variateur, on élève progressivement sa tension d’alimentation initialement nulle jusqu’à sa valeur nominale.

Comment expliquer l’évolution du spectre de la lumière émise du point de vue des couleurs comme de la luminosité ?

Questions préliminaires

Qu’entend-on par valeur nominale de la tension d’alimentation de la lampe ?

Comment varie l’intensité du courant traversant la lampe lorsque sa tension d’alimentation augmente ?

Comment varie l’effet thermique du courant traversant le filament de la lampe lorsqu’on augmente sa tension d’alimentation ?

Comment évolue le spectre de la lumière émise par le filament de la lampe lorsque sa température augmente ?

Comment évolue l’intensité de la lumière émise par le filament lorsque sa température augmente ?

Le corps noir : la loi de Planck

Un corps peut émettre de l’énergie par rayonnement lorsque sa température s’élève. Les caractéristiques de ce rayonnement dépendent de la température mais aussi de la nature du corps, de son état de surface…

Un corps noir est un corps dont les caractéristiques du rayonnement ne dépendent que de sa température. Ce corps idéal absorberait toutes les radiations qui le frapperaient.

Étude graphique

A l’aide de l’application développée (fichier xls), on peut visualiser la courbe traduisant l’évolution de la puissance rayonnée en fonction de la longueur d’onde pour une température donnée et voir comment la courbe est modifiée lorsque la température change.

Pour cela, agir sur la température du corps noir dans le sens d’une élévation ou d’un abaissement et répondre aux questions suivantes.

Réponse à la situation-problème.

Comment varie la longueur d’onde correspondante au maximum de puissance rayonnée en fonction de la température ?

Comment varie la valeur maximale de la puissance rayonnée en fonction de la température ?

Si l’on considère que le filament de la lampe du rétroprojecteur se comporte comme un corps noir, expliquer l’évolution du spectre de la lumière qu’il émet.

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