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Classe de première STI2D L’énergie thermique Exercice 1 Soit un vitrage simple

Classe de première STI2D L’énergie thermique Exercice 1 Soit un vitrage simple d’épaisseur 5 mm, de coefficient de conductibilité λ = 1,15 W/(m.! "a température de surface du vitrage intérieure est ##$%, la température de surface du vitrage e&térieure 1'$%. 1. %alculer la résistance termi)ue du vitrage. Rth= e λ= 5.10−3 1,15 =4,35.10−3m 2. K /W #. *éterminer le flu& termi)ue dissipé + travers ce vitrage pour une surface de 1' m. "oi de -ourier  Φ= S.(T 1−T 2) Rth = 10×(22−11) 4,35.10−3 =25,3kW Exercice 2 "a déperdition termi)ue d’un mur en béton de ' m de surface est 0' W. Sacant )ue le mur a une épaisseur de 1' cm, et )ue la température de sa face intérieure est #5$%, calculer la température de la face e&térieure. 2n donne  λ béton = 1,35 W/(m.! "oi de -ourier  Φ= S.(T 1−T 2) Rth ⇔T 2=T 1−Φ. Rth S =T 1−Φ.e S. λ =25−690×10.10−2 30×1,75 =23,7° C Exercice 3 Soit un four constitué de trois épaisseurs différentes. 4ur 1  bri)ue réfractaire en silice e1 = 5 cm, λ1 = ', W/(m.! 4ur #  bri)ue réfractaire en argile e# = 5 cm, λ# = ',10 W/(m.! 4ur   bri)ue rouge e = 5 cm, λ = ',6 W/(m.! 7empérature surface intérieure 81 = ''$% 7empérature de surface e&térieure 8# = #'$% 1. %alculer la résistance termi)ue du four. Rth= R1+ R2+ R3= e1 λ 1+ e2 λ 2+ e3 λ 3=5.10 −2 ×( 1 0,8 + 1 0,16+ 1 0,4 )=0,5 m 2 . K /W #. 9n déduire son coefficient global de transmission termi)ue. Rth= e λ=⇔λ= e R th = 3×5.10−2 0,5 =0,3 m 2. K /W . %alculer le flu& termi)ue pour 1 m "oi de -ourier  Φ= S .(T 2−T 1) R th = 1×(800−20) 0,5 =1560 W 407882889.odt 1 Classe de première STI2D 6. %alculer les températures 8 1# et 8# θ12=θ1−Φ.e1 S. λ1 =800−1560×5.10−2 1×0,8 =702,5° C θ23=θ12−Φ.e2 S. λ2 =702,5−1560×5.10−2 1×0,16 =215° C 5. *essiner le mur + l’écelle et tracer l’évolution de température + l’intérieur de celui: ci. Exercice 4 "es murs latérau& d’un local industriel maintenu + la température constante 8i = #'$ % sont réalisés en béton bancé d’épaisseur e = #' cm et de conductivité termi)ue, λ= 1,# W/(m.! "es résistances termi)ues superficielles interne et e&terne ont respectivement pour valeur  • 1 / si = ',11 m./W • 1 / se = ','0 m./W 1. 9&primer puis calculer la résistance termi)ue de la paroi. Rth= Rsi+ Rse= 1 hsi + 1 hse =0,11+0,06=0,16 m² . K /W #. 9&primer puis calculer la densité du flu& termi)ue, ;, transmis lors)ue la température e&térieure est 8e = '$%. φ=Φ S =S. (θi–θe ) Rth. S = θi–θe Rth = 20 – 0 0,16 =125W /m 2 . 9n déduire la )uantité de caleur transmise par unité de surface de la paroi et par <our. φ= Q t . S ⇔Q=φ .t .S=125×24×3600×1=10,8 MJ Exercice 5 2n se propose de comparer un simple vitrage, d’épaisseur 5 mm et un double vitrage constitué de deu& vitres d’épaisseurs égales + 5 mm cacune séparées par une lame d’air de 1 cm d’épaisseur. • "a surface vitrée de l’appartement est de 15 m. • ésistance de surface intérieure d’une vitre  rsi = ',11 m./W • ésistance de surface e&térieure d’une vitre  rse = ','0 m ./W • ésistance termi)ue d’une lame d’air de 1 cm   = ',16 m ./W • %onductibilité du verre  λ = 1,15 W/(m.! • >ri& du ?ilo@atteure  ',11A. ors ta&e B 7CD  1,0' E (sur le ?W.! • 7empérature intérieure  1$% 407882889.odt 2 Classe de première STI2D Convection rayonnement coté intérieur conduction Convection rayonnement coté extérieur Flux de chaleur Φi=hsi .S.(T i−T 1) Φcd= S .(T 1−T 2) R Φe=hse.S.(T 2−T e) 1! "a température e&térieure est de B 1'$%. 1. *ans les deu& cas (vitrage simple et vitrage double! calculer la puissance termi)ue perdue par toute la surface vitrée de l’appartement. Simple vitrage  Rth= Rsi+ e λ+ Rse=0,11+5.10−3 1,15 +0,06=0,175m ² . K /W Φ=Φi=Φcd=Φe= S.(T i−T e) Rth = 15×(19−(−10)) 0,175 =2486W *ouble vitrage  Rth= Rsi+2. e λ + R+ Rse=0,11+2×5.10−3 1,15 +0,14+0,06=0,319m ² . K /W Φ=Φi=Φcd=Φe= S.(T i−T e) Rth = 15×(19−(−10)) 0,319 =1365W "e rapport entre le simple et le double vitrage est prati)uement de # F #. Guelle est la température de surface intérieure de ces deu& vitrages H Simple vitrage  Φi=hsi . S.(T i−T 1)⇐T 1=T i− Φi hsi. S =T i−Φi. r si S =19−2486×0,11 15 =0,77 ° C *ouble vitrage  407882889.odt 3 Classe de première STI2D Matériaux Pierre + terre Enduit extérieur Po!st!r"ne P#tre e en cm e1 " %0 e2 " 1 e3 " % e4 " 1 # en )*+m.,- #1 " 1$2 #2 " 1$1 #3 " 0$041 #4 " 0$3% 1. 9&primer littéralement puis calculer la résistance termi)ue du mur isolé. #. %alculer l’économie ainsi réalisée pendant les 1#' <ours de froid. 407882889.odt 7 uploads/Geographie/ corrige-energie-thermique-ett.pdf