Sciences Terminale Bac Pro CME 5 : Peut-on concilier confort et développement durable ? 1. Comment économiser l'énergie ? • • • • 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 ? • • • • 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. 1 3 4 2 Exercices pages p90 à 93 Exercices CME5.1 pages 90 à 93 12V21W 12V5W Exercices CME5.1 pages 90 à 93 -fin-