Mai
2016
Spécifique
Tle S
Physique — Chimie
Transferts thermiques
Le vitrage d'une fenêtre d'immeuble a une surface S = 2,5 m².

48Transferts thermiques10 min

Puissance 11, mai 2016

Concours
Physique

Énergie, matière et rayonnement

Vrai – Faux

Calculatrice non autorisée

Les exercices comportent 4 affirmations repérées par les lettres a, b, c et d. Indiquer pour chaque affirmation si elle est VRAIE ou FAUSSE. Il est conseillé de justifier vos réponses.

Masses molaires atomiques en g.mol–1 :

H

C

O

1,0

12,0

16,0

img1

Le vitrage d’une fenêtre d’immeuble a une surface S = 2,5 m2. Il est constitué de deux vitres d’une épaisseur e1 = 4,0 mm chacune, séparées par une couche d’air d’épaisseur e2 = 16 mm, soit une épaisseur totale de 24 mm.

Le graphique ci-dessous représente l’évolution de la température dans ce double vitrage en fonction de la distance x mesurée depuis la face extérieure.

img2

Les températures des deux faces externes du double vitrage sont constantes au cours du temps. Le flux thermique qui traverse l’ensemble est égal à 40 W.

Données :

Le flux thermique Φ (en watt) s’exprime en fonction de la résistance thermique Rth et de la différence de température ΔT (en Kelvin) selon la relation Φ= ΔT R th .

Résistance thermique d’une paroi de 2,5 m2 :

Matériau

    Rth (en K.W–1)    

Vitre de 24 mm d’épaisseur

8,0 × 10–3

Béton de 20 cm d’épaisseur

8,5 × 10–2

a. Il fait plus chaud à l’intérieur de l’immeuble qu’à l’extérieur.

b. La résistance thermique de la paroi vitrée double vitrage est égale à 0,40 K.W–1.

c. Un mur de béton de même surface et de 20 cm d’épaisseur est un meilleur isolant thermique que la paroi en double vitrage.

On remplace le double vitrage d’épaisseur totale égale à 24 mm par un simple vitrage d’épaisseur e3 = 24 mm et de même surface.

d. Le flux thermique est 5 fois plus élevé.

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