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Sciences Terminale Bac Pro
CME 5 : Peut-on concilier confort et développement durable ?
1. Comment économiser l'énergie ?
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Différencier énergie et puissance
Calculer le rendement des appareils et systèmes de chauffage.
Calculer la résistance thermique d’un matériau.
Calculer un flux thermique à travers une paroi, la relation étant donnée.
2. Qu’est-ce qu’une pluie acide ?
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Mesurer le pH d'une solution.
Calculer le pH d'une solution aqueuse.
Déterminer le caractère acido-basique d’une solution dont le pH est connu.
Titrer une solution par un dosage acide/base.
3. Pourquoi adoucir l’eau ?
• Mettre en évidence expérimentalement la présence d’ions Ca2+ et Mg2+ dans une
solution aqueuse.
• Déterminer expérimentalement le degré hydrotimétrique d’une eau.
4. Les matières plastiques peuvent-elles être recyclées?
• Identifier expérimentalement différentes matières plastiques, à partir d'échantillons
et d’un protocole d’identification.
• Reconnaitre les matières plastiques recyclables.
CME 5.1: Comment économiser l’énergie ?
Introduction
Pour chauffer ou se chauffer, on peut utiliser des gaz ou des liquides. La combustion de ces
carburants produit des gaz à effet de serre, notamment du dioxyde de carbone CO2 afin de
diminuer la consommation de ces produits, il faut savoir économiser l’énergie. C’est ce que
nous verrons avec la résistance thermique des matériaux et l’isolation thermique des
habitations.
I Puissance et énergie.
Pour une même durée de fonctionnement, choisir une ampoule de faible puissance permet
d’économiser de l’énergie car :
E=P×t
Temps en (s ou h)
Énergie en (J ou Wh)
Puissance en W
II Rendement
Tout appareil ou système de chauffage est un convertisseur d’énergie qui reçoit une forme
d’énergie pou la transformer en une autre.
Pertes
Énergie absorbée Ea
Convertisseur
Énergie utile Eu
Le rendement d’un convertisseur, noté η, se calculer à partir de la formule :
Énergie utile Eu
η=
Sans unité et inférieure à 1
Énergie absorbée Ea
III Isolation
Les matériaux ne conduisent pas la chaleur de la même manière. La chaleur se
déplace dans le sens des températures décroissantes. On caractérise la conduction
par un coefficient de conduction thermique noté λ (exprimé en W/m /°C)
COEFFICIENT DE CONDUCTIVITÉ DES CORPS
MATÉRIAU
COEFFICIENT DE CONDUCTIVITÉ
DES CORPS λ EN (W/m/°C)
AIR (SEC AU REPOS)
POLYSTYRÈNE
LAINE DE VERRE
BOIS DE SAPIN
PLACOPLÂTRE
VERRE
TERRE CUITE
BÉTON PLEIN
MARBRE
FER
ALUMINIUM
CUIVRE
0,026
0,039
0,041
0,15
0,46
1,13
1,15
1,75
3
72
200
390
Dans le bâtiment, on recherche non pas des matériaux qui conduisent bien la
chaleur mais au contraire qui conduisent mal la chaleur, qui la conservent : ce
sont des isolants.
Pour réaliser une isolation thermique, on va utiliser un matériau dont λ est la plus
faible possible. Un autre paramètre intervient : l’épaisseur e du matériau choisi.
Pour rendre compte de ces deux facteurs on utilise la résistance thermique :
Épaisseur en m
R=
Résistance thermique en
m².K/W
Conductivité thermique en
W/(m.K)
Lorsque la paroi est formée de plusieurs matériaux superposés on additionne les
différentes résistances thermiques.
ISOLATION THERMIQUE : applications.
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Exercices pages p90 à 93
Exercices CME5.1 pages 90 à 93
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Exercices CME5.1 pages 90 à 93
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