Grande maison moderne HQE Faire construire sa maison - Mars 2011

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Thérèse Doucet
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DIFFERENCE ENTRE TEMPERATURE ET CHALEUR Grande maison moderne HQE Faire construire sa maison - Mars 2011 À mille lieues des bardeaux que l'on rencontre parfois dans la région, voici une construction

1 DIFFERENCE ENTRE TEMPERATURE ET CHALEUR Grande maison moderne HQE Faire construire sa maison - Mars 2011 À mille lieues des bardeaux que l'on rencontre parfois dans la région, voici une construction au caractère affirmé qui utilise le meilleur des innovations technologiques récentes. En résulte une agréable habitation, certifiée NF Démarche HQE. Les atouts de cette maison se traduisent d'abord par un plan structuré qui se déploie de part et d'autre de l'entrée, comme les ailes d'un papillon. Les prestations La consommation totale en énergie primaire par mètre carré (hors énergie domestique) de la maison est de Cep = 59, ce qui répond à la norme BBC (Bâtiment basse consommation). Son édification a coûté Pour ce prix, elle a été construite sur vide sanitaire, avec des hourdis de polystyrène associés à une dalle flottante Hourdiversel combinée à 8 cm de mousse de polyuréthane Knauf Thane 24. On a doublé les murs extérieurs (en agglomérés) avec 12 cm d'un isolant en polystyrène expansé élastifié Knauf Therm de conductivité thermique = 0,030 W/(m.K) et d'une plaque de plâtre cartonnée de 13 mm d'épaisseur. Toutes les ouvertures (fenêtres et baies) sont en aluminium avec vitrage thermique 4/16/4 avec gaz argon. La maison bénéficie d'un équipement performant : plancher chauffant sur les deux niveaux, associé à une pompe à chaleur, un ballon d'eau chaude thermodynamique et une ventilation Micro-Watt Aldes. Lessanitaires offrent - entre autres - w-c suspendus, douche à l'italienne et vasques posées sur meubles. Travail de recherche : Qu est-ce qui permet de réduire la consommation énergétique d une habitation et d obtenir un bâtiment basse consommation BBC? Quelle grandeur physique vous indique s il fait chaud ou froid dans une maison? Quelle est selon vous la température de confort dans une maison? Pourquoi la température d une pièce augmente si on utilise un moyen de chauffage comme la cheminée ou le radiateur électrique? Le bois en combustion développe une énergie thermique qui se propage (diffuse) dans la pièce par la chaleur qu il dégage. On dit que la chaleur est un «mode de transfert» de l énergie thermique. Les trois unités de température («Echelles thermométriques») : - Quelles sont leurs origines? Comment sont-elles définies?

- Quelles sont leurs relations mathématiques de conversions entre elles? - Quelle est, parmi elles, l unité légale du système internationale (USI)?

erlenmeyer contenant de l eau du robinet et que l on plonge dans un cristallisoir contenant de l eau chaude. L évolution de la température dans chaque récipient est contrôlée.

Matériel : Deux thermomètres, un cristallisoir, un ballon muni d un bouchon percé d un tube fin De l eau du robinet, de l eau chauffée à l aide d un bec bunsen Observations : La température du ballon

2 - Quelles sont leurs relations mathématiques de conversions entre elles? - Quelle est, parmi elles, l unité légale du système internationale (USI)? Activités à réaliser : Effectuer une recherche documentaire sur chacun des personnages suivants et faire un compte rendu : Constatation des effets d un transfert de chaleur par l intermédiaire d un erlenmeyer contenant de l eau du robinet et que l on plonge dans un cristallisoir contenant de l eau chaude. L évolution de la température dans chaque récipient est contrôlée. Cette activité peut être réalisée manuellement ou à l aide d un logiciel Exao. Matériel : Deux thermomètres, un cristallisoir, un ballon muni d un bouchon percé d un tube fin De l eau du robinet, de l eau chauffée à l aide d un bec bunsen Observations : La température du ballon augmente, il reçoit de la chaleur. La température du cristallisoir baisse, il perd de la chaleur. Ces températures finissent par atteindre une valeur commune. Un ballon rempli d eau froide (18 C) est placé dans un cristallisoir contenant de l eau chaude (80 C). Un tube fin dans le ballon permet d observer le niveau du liquide. Deux thermomètres permettent de repérer l évolution de la température en fonction du temps : - de l eau du ballon - de l eau du cristallisoir Interprétation : Dans cette expérience, de l énergie (thermique) a été transférée sous forme de chaleur du corps chaud (l eau du cristallisoir), vers le corps froid (l eau du ballon). Conclusions : La chaleur est un mode de transfert de l énergie thermique. Une variation de la température d un corps est l effet d un échange de la chaleur. Lorsque deux corps sont à la même température après un échange de chaleur, on dit qu ils sont en équilibre thermique.

Faire chauffer de l eau (ou de la glace) et relever régulièrement la température. Tracer la courbe représentant la température en fonction du temps.

3 Faire chauffer de l eau (ou de la glace) et relever régulièrement la température. Tracer la courbe représentant la température en fonction du temps. Comment évolue la température après le début de l ébullition (au moment de la fusion de la glace)? Activité expérimentale : Matériel : Un bécher, un tube à essais, un thermomètre De la naphtalène (bougie), de l eau portée à ébullition à l aide d un bec bunsen Un tube à essais contenant du naphtalène (solide) à la température ambiante est placé dans un bécher contenant de l eau chaude (98 C) Température en C 1 Fusion Temps écoulé (min) Observations : On observe trois temps : Dans un premier temps (de 0 à 7 min) : La température du naphtalène augmente régulièrement par transfert de chaleur par l eau chaude. Dans un deuxième temps (de 7 à 11 min) : Le naphtalène se met à fondre. Durant ce passage de l état solide à l état liquide («fusion»), la température du naphtalène reste constante. Dans un troisième temps (de 11 à 16 min) : La fusion terminée, la température du naphtalène augmente à nouveau (l eau transfert encore de la chaleur) jusqu à atteindre la température d équilibre (95 C) (l eau chaude ne transférant plus de chaleur). Interprétation : Un changement d état est une agitation de molécules en interaction qui nécessite une certaine quantité d énergie (thermique). Ainsi en absorbant intérieurement cette énergie le naphtalène conserve une température constante pendant la fusion. Conclusions : - Le changement d état d un corps est un effet de la chaleur. - Un changement d état libère ou consomme de l énergie. - Pendant un changement d état, la température du corps reste constante. Renouveler l expérience précédente avec un mélange de deux corps.

4 Relation entre la température en degré Farenheit et celle en degré Celsius :

5 Relation entre la température en degré Farenheit et celle en degré Celsius avec le logiciel Géogebra :

6 Applications : 1. Pour faire cuire des pâtes, on utilise un récipient qui contient 1 litre d eau à la température de 21 C. Calculer la quantité de chaleur faut-il fournir à l eau pour amener sa température à 95 C. On convertira en kj en arrondissant à l entier près. 2. Calculer la quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser 50 cl d eau? On plonge 15 g de glace à 0 C dans un verre de jus d orange à température ambiante d une pièce. Calculer la quantité de chaleur absorbée par les glaçons pour fondre entièrement.

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