✔ REA : Utiliser un modèle

Léa a des habitudes bien marquées. Elle met toujours la même quantité de soupe tous les soirs à réchauffer au micro-ondes, pour une même durée de chauffage. La soupe atteint par conséquent toujours la même température.
Trop chaude pour Léa, cette dernière doit souffler dessus pour la refroidir. Elle se rend compte, par expérience, que le fait de souffler permet à la soupe d'atteindre une température raisonnable trois fois plus rapidement que si elle la laissait à l'air libre.

✔ APP : Extraire l'information utile

Un processeur produit à pleine puissance un flux thermique de $100$ W. Le flux thermique convectif forcé est modélisé par l'équation :

Calculer la résistance thermique $R_{\text{th}}$ pour une grosse ventilation et une faible ventilation.

✔ REA : Appliquer une formule

1. Sachant que la mise en mouvement s'effectue dès que l'eau passe à l'état gazeux, déterminer l'écart de température entre la flamme et l'éolipyle.

2. Calculer le flux thermique échangé entre l'éolipyle et la flamme.

• Température de la flamme : ${\theta }_{\text{flamme }}=800$ °C
• Résistance thermique totale de l'éolipyle : $R_{\mathrm{t}\mathrm{h}}=0,50$ K·W^-1

Retrouvez plus d'informations sur l'éolipyle sur

en cliquant ici

https://lemondeetnous.cafe-sciences.org/2014/03/le_pouvoir_de_la_vapeur/

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✔ REA/MATH : Intégrer

Une casserole métallique est posée sur une plaque à induction qui génère dans le métal un flux thermique de $400$ W. La capacité thermique du métal est négligée ainsi que les pertes thermiques. Le flux thermique initial échangé entre le métal et l'eau est modélisé par la relation $\varphi =h\cdot S\cdot \left({\theta }_{\text{meˊtal }}-{\theta }_{\text{eau }}\right)$. Le produit $h\cdot s$ est égal à $10$ W·K^-1. La capacité thermique de la masse d'eau considérée est égale à $C_{\text{eau }}=7,2\times 10^3$ J·K^-1.

✔ APP : Faire des prévisions à l'aide d'un modèle

Le fonctionnement d'une serre ne repose pas sur le principe de l'effet de serre, mais sur la disparition des échanges thermiques dus à la convection entre la terre et l'air ambiant.
On considère dans un premier temps un lopin de terre sans serre. La terre transmet à l'air ambiant $102$ W·m^-2 de flux surfacique par convection.

✔ REA/MATH : Résoudre une équation différentielle

✔ VAL : Exploiter un ensemble de mesures

✔ REA/MATH : Résoudre une équation différentielle

La fabrication d'un yaourt ferme nécessite de laisser des ferments se multiplier dans le lait pendant $3$ h à $43$ °C. Ils sont ensuite conditionnés en pots et mis à refroidir dans un réfrigérateur thermostaté à $4$ °C.

• Masse de yaourt dans un pot :
  $m=100$ g
• Capacité thermique massique du yaourt ferme :
  $c=3840$ J·kg^-1·K^-1
• Surface d'échange entre l'air du réfrigérateur et le yaourt :
  $S=0,010$ m²
• Coefficient de Newton entre l'air du réfrigérateur et le yaourt ferme :
  $h=25$ W·m^-2·K^-1

✔ RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents

Le four solaire d'Odeillo est l'un des plus grands au monde. On s'intéresse à la cible circulaire qui reçoit le flux thermique concentré.

✔ RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l'énergie

On place 1 kg d'eau dans une bouilloire de puissance $P$. Et on mesure le temps nécessaire pour atteindre l'ébullition. On suppose que la température du système {eau + bouilloire} est homogène à tout instant. On suppose également que la température extérieure $T_{ext}$ est constante, et que la température initiale du système {eau + bouilloire} est égale à $T_{ext}$.

En réalité, il faut un temps plus long pour atteindre l'ébullition, ceci est dû au fait que la bouilloire n'est pas parfaitement calorifugée, elle a une certaine résistance thermique $R_{th}$. Et il y a donc un flux thermique vers l'extérieur, noté $\Phi$.

Le premier principe de la thermodynamique appliqué sur une durée infinitésimale donne : $\frac{\text{d}U}{\text{d}t}=C\cdot \frac{\text{d}T}{\text{d}t}$

• Température extérieure : ${\theta }_{ext}=20$ °C
• Capacité thermique massique de l'eau : $c_{eau}=4,18$ kJ·kg^-1·K^-1
• Capacité thermique de la bouilloire : $C_b=930$ J·K^-1
• Puissance de la bouilloire : $P=2,00$ kW
• Résistance thermique de la bouilloire : $R_{th}=0,22$ K·W^-1

✔ REA : Utiliser un modèle

La sensation de chaleur n'est pas liée à la température extérieure, mais au flux de chaleur émis par le corps. C'est pour cela qu'on a davantage froid lorsqu'il y a du vent, même si la température est la même. Les météorologues utilisent ce phénomène pour définir une « température ressentie ».

On suppose que le métabolisme permet de maintenir le corps à une température constante $T=37$ °C.