Exercice sur la résistance et capacité thermique

[pensées des neiges]

Bonjour,

je n'arrive pas à finir cet exercice, pourriez-vous m'aider. Et j'aimerais bien savoir si mes réponses sont correctes.

Merci.

[Black Jack]

Bonjour,

 

1)

Voir ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Résistance_thermique_de_conduction

a) Résistance thermique : en °C/W (ou K/W) 
Certains utilisent une autre définition de la résistance thermique ... et alors on a comme unité : m².K/W
ceci est souvent dans l'industrie du bâtiment pour les isolants.

b)
Lambda * S/e = 2,3 * 10^6/35000 = 65,71 W/K
Rth = 1/65,71 = 0,0152 K/W  (autre réponse évidemment si on utilise le m².K/W)

c)
Delta theta = 600-10 = 590 K
Flux thermique par km² = 590/0,0152 = 38774 W (38,8 kW)
*****************
2)
Infos de l'énoncé pas très bonnes.

Le U235 a une demi vie de 703,8.10^6 ans
Le U238 a une demi vie de 4,4688 .10^9 ans

Et la désintégration naturelle de l'U238 ne passe pas par l'U235

Alors que d'après l'énoncé (même si ce n'est pas explicitement dit) on pourrait penser que la demi vie de l'U235 serait de 4,5 milliards d'année, ce qui est faux.

A l'époque de la formation de la Terre, l'U235 était 85 fois plus abondant que l'U238 ...
Actuellement, à cause des durées de demi vie des 2 isotopes très différentes, il y a une proportion infime d'U235 par rapport à l'U238

b)
Pour moi, on ne peut pas calculer avec les données fournies ... car l'eau change d'état (liquide-vapeur) et il semble bien que l'auteur n'en a pas tenu compte puisque ni chaleur la chaleur latente de vaporisation ni la capacité thermique massique de la vapeur n'ont été fournies.
On peut évidemment les trouver sur le net ... pas de là à penser que l'auteur du problème en a tenu compte ...

[pensées des neiges]

Merci beaucoup.

[Barbidoux]

Le 25/03/2020 à 12:49, Black Jack a dit :

b)

Pour moi, on ne peut pas calculer avec les données fournies ... car l'eau change d'état (liquide-vapeur) et il semble bien que l'auteur n'en a pas tenu compte puisque ni chaleur la chaleur latente de vaporisation ni la capacité thermique massique de la vapeur n'ont été fournies.

On peut considérer que l’eau est injectée et extraite  à une pression suffisante pour qu’elle ne subisse aucun changement de phase. Ceci-dit l’énoncé aurait pu le préciser car sans cela on peut légitimement se poser la question. A ma connaissance  l’étude et l'exploitation des diagrammes de phase n'est pas au programme des terminales.

[Black Jack]

Salut Barbidoux,

Entre de l'eau à 15°C et de l'eau à 140°C, la capacité thermique molaire varie (environ) de 75000 J/(kmol.K) à 77241 J/(kmol.K)

Soit donc une variation de 4170 J/(kg.K) à 4291 J/(kg.K) ... donc utiliser 4180 J/(kg.K) n'apporte pas une trop grande erreur.
A condition quand même que l'eau ne change pas d'état (grâce à la pression) ou qu'on fasse ce qu'il faut pour récupérer l'énergie de vaporisation.

Le mieux serait quand même de le préciser dans l'énoncé.

 

 

 

[Barbidoux]

Tout à fait d'accord avec toi et bien triste de constater la fréquence croissante de sujets d'exercices traitant de sujets très complexes de manière simpliste sans aucune restriction.

On enseigne aux  élèves que la capacité thermique molaire de l'eau pure vaut 4.18 USI que son pH est de 7 , que lorsque l'on mélange deux solutions les volume sont additifs, que tous les gaz sont parfait etc.... De plus leurs  le contenu de leur livre de classe ne sont plus relus et ils sont  plus truffés d'erreurs .... Il semblerait que de nos jours l'enseignement des maths ou de la physique se résume à faire appliquer une formule ou une recette ....