Effectuer des bilans d’énergie sur un système : le premier principe de la thermodynamique

Au programme

Notions au programme Capacités exigibles
- Énergie interne d’un système. Aspects microscopiques.
- Premier principe de la thermodynamique. Transfert thermique, travail.
- Capacité thermique d’un système incompressible. Énergie interne d’un système incompressible.
- Modes de transfert thermique.
- Flux thermique. Résistance thermique.
- Bilan thermique du système Terre-atmosphère. Effet de serre.
- Loi phénoménologique de Newton, modélisation de l’évolution de la température d’un système au contact d’un thermostat.		 - Citer les différentes contributions microscopiques à l’énergie interne d’un système.
- Prévoir le sens d’un transfert thermique.
- Distinguer, dans un bilan d’énergie, le terme correspondant à la variation de l’énergie du système des termes correspondant à des transferts d’énergie entre le système et l’extérieur.
- Exploiter l’expression de la variation d’énergie interne d’un système incompressible en fonction de sa capacité thermique et de la variation de sa température pour effectuer un bilan.
- Effectuer l’étude énergétique d’un système thermodynamique.
- Caractériser qualitativement les trois modes de transfert thermique : conduction, convection, rayonnement.
- Exploiter la relation entre flux thermique, résistance thermique et écart de température, l’expression de la résistance thermique étant donnée.
- Effectuer un bilan quantitatif d’énergie pour estimer la température terrestre moyenne, la loi de Stefan-Boltzmann étant donnée.
- Discuter qualitativement de l’influence de l’albédo et de l’effet de serre sur la température terrestre moyenne.
- Effectuer un bilan d’énergie pour un système incompressible échangeant de l’énergie par un transfert thermique modélisé à l’aide de la loi de Newton fournie. Établir l’expression de la température du système en fonction du temps.
- Suivre et modéliser l’évolution de la température d’un système incompressible.
- Capacité mathématique : Résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants avec un second membre constant.

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