Chapitre 15
Problèmes à résoudre
Étude d'un système thermodynamique
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40Atterrissage d'un avion
✔ COM : Rédiger correctement une résolution d'exercice
✔ APP : Extraire l'information utile
À partir des données et des documents suivants, estimer la valeur typique de la température des disques de freinage à la toute fin de l'atterrissage d'un avion de ligne.
✔ APP : Extraire l'information utile
À partir des données et des documents suivants, estimer la valeur typique de la température des disques de freinage à la toute fin de l'atterrissage d'un avion de ligne.
Doc. 1
Différents freins pour un avion de ligne
Sur un avion de ligne, trois systèmes distincts permettent son freinage :
Si seuls les aérofreins peuvent être utilisés en vol, ce sont les freins à disques qui assurent l'essentiel du freinage lors de l'atterrissage d'un avion.
- les aérofreins, situés sur les ailes. Lorsqu'ils sont ouverts, les frottements de l'air sur l'avion augmentent, ce qui permet de diminuer sa vitesse ;
- les freins à disques, situés au niveau des roues de l'avion, qui agissent comme les freins d'une voiture, en transformant l'énergie cinétique en énergie thermique ;
- les inverseurs de poussée, situés à l'arrière des turbines, qui sont peu utilisés sur les vols commerciaux.
Si seuls les aérofreins peuvent être utilisés en vol, ce sont les freins à disques qui assurent l'essentiel du freinage lors de l'atterrissage d'un avion.
Doc. 2
Atterrissage d'un avion Airbus A330
Lors de l'atterrissage d'un A330, la masse de l'avion ne doit typiquement pas excéder 180 t. Celui-ci aborde la piste avec une vitesse d'environ 260 km⋅h-1 par heure et nécessite une distance
égale à 1 750 m pour s'immobiliser totalement.
Doc. 3
Frein à disque en carbone d'un Airbus A330
Données
- Masse totale des freins sur un A330 : m = 500 kg
- Capacité thermique molaire du carbone : C_\text{m} = 8{,}52 J⋅K-1⋅mol-1
- Masse molaire du carbone : M(\text{C}) = 12{,}0 g⋅mol-1
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Retour sur la problématique du chapitre
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41Eau des chutes d'Iguazú
✔ COM : Rédiger un compte-rendu scientifiquement rigoureux
✔ APP : Formuler des hypothèses
Situé à la frontière entre le Brésil et l'Argentine, le parc naturel d'Iguazú est un site classé patrimoine mondial de l'UNESCO. La plus imposante chute d'eau est la Garganta del Diablo (« gorge du diable »), côté argentin, qui a la forme d'un U, une longueur de 700 m, une largeur de 150 m et une hauteur de 82 m.
On considère une goutte d'eau initialement au sommet de la Garganta del Diablo qui s'écrase sur un caillou au pied des chutes.
À l'aide du premier principe de la thermodynamique, déterminer si la température de la goutte d'eau varie entre l'état initial et le moment où elle est au pied de la cascade. On précisera l'ensemble des hypothèses effectuées et on commentera le résultat obtenu.
✔ APP : Formuler des hypothèses
Situé à la frontière entre le Brésil et l'Argentine, le parc naturel d'Iguazú est un site classé patrimoine mondial de l'UNESCO. La plus imposante chute d'eau est la Garganta del Diablo (« gorge du diable »), côté argentin, qui a la forme d'un U, une longueur de 700 m, une largeur de 150 m et une hauteur de 82 m.
On considère une goutte d'eau initialement au sommet de la Garganta del Diablo qui s'écrase sur un caillou au pied des chutes.
À l'aide du premier principe de la thermodynamique, déterminer si la température de la goutte d'eau varie entre l'état initial et le moment où elle est au pied de la cascade. On précisera l'ensemble des hypothèses effectuées et on commentera le résultat obtenu.
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