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Thermodynamique et énergie · GCSE Physique Thème 3 (Transfert d'énergie thermique)

Simulateur de conduction, de convection et de rayonnement

Simuler trois mécanismes de transfert de chaleur : la conduction (collisions moléculaires), la convection (circulation des fluides bouillants) et le rayonnement (ondes électromagnétiques); la conception des déwars sous vide thermos.

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  • Pas d'inscription
  • Dérivés vivants
  • Mode projecteur
  • Imprimer la feuille de travail
Calcul local · Privé
Laboratoire scientifique interactif Physique pure côté client et calcul mathématique. Les entrées sont traitées localement sans stockage de données personnelles.
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Préréglages et pièges communs :

Contrôles des paramètres

°C
°C

Dérivations et métriques en direct

Perte de chaleur par conduction
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Convection Perte de chaleur
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Perte de chaleur par rayonnement
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24-Heure Température finale
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul: --
Substitution: --
Régime : --

Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde

Problème travaillé

Problème : Pourquoi les radiateurs de chauffage sont-ils installés près du sol alors que les unités de refroidissement à courant alternatif sont montées haut sur les murs?
Dérivation étape par étape :
  1. Exploit la convection naturelle ! Le radiateur chauffe l'air peu dense pour qu'il s'élève. AC refroidit l'air supérieur si dense de l'air frais coule, l'air de la pièce circulant.

Problème travaillé

Problème : Sur 150 millions de km d'espace sous vide, la chaleur solaire atteint-elle la Terre par conduction, convection ou rayonnement? Pourquoi ?
Dérivation étape par étape :
  1. Rayonnement ! La conduction et la convection nécessitent des particules de matière physique. Le rayonnement thermique passe par les ondes électromagnétiques à travers le vide.

Feuille de travail et problèmes de pratique

Q1. Variante 1 : Pourquoi une veste duvet moelleuse vous garde au chaud en hiver ? Quelle voie thermique bloque-t-elle ?
Q2. Variante 2: Pourquoi les combinaisons astronautes sont-elles recouvertes de tissu blanc réfléchissant brillant et de mylar doré?
Q3. Variante 3: Pourquoi les poêles et les poêles à frire sont-ils en bois ou en plastique bakélite?

Foire aux questions et idées fausses

Entre poêles en fer et canard vers le bas, qui est un bon vs mauvais conducteur thermique?
Le fer est un bon conducteur thermique (la mobilité libre des électrons entraîne rapidement la chaleur). L'air, les plumes, le bois et les plastiques sont de mauvais conducteurs (isolants).
Porter des vêtements légers ou sombres est-il plus frais en été ?
Des vêtements légers ! Les textiles sombres absorbent presque toutes les radiations solaires, la température spiking. Les tissus blancs et légers reflètent la plupart des rayons du soleil.
La cuisson au micro-ondes appartient-elle à la conduction, à la convection ou au rayonnement?
Aucun des trois classiques ! Les micro-ondes pénètrent pour exciter la rotation moléculaire dipolaire de l'eau directement dans tout le volume en vrac.
Toucher à l'extérieur -5°C le fer se sent gelé, tandis que -5°C le bois se sent plus doux. Le fer est-il vraiment plus froid ?
Température identique (-5°C) ! Les mains perçoivent le taux de perte de chaleur, pas la température. Le fer siphonne rapidement la chaleur par une haute conductivité.