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Ch06 — Exercices par capacités · Thermique

CAP | Physique-Chimie | Exercices organisés par capacités du programme

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Capacité 1 — Mesurer des températures, conversions Celsius/Kelvin

Exercice 1.1 — Conversions en contexte professionnel

SituationCelsiusKelvin
Étuve de séchage vernis65
Brasure à l'étain250
Eau bouillante (rinçage)100
Chambre froide stockage colles4
Zéro absolu0
Congélateur−18
Correction : 65 → 338 K / 250 → 523 K / 100 → 373 K / 4 → 277 K / 0 K → −273 °C / −18 → 255 K.

Capacité 2 — Identifier et choisir un capteur de température

Exercice 2.1 — Choix du bon capteur

Pour chaque application, indiquez le capteur le plus adapté (CTN, Pt100, thermocouple) et justifiez :

ApplicationTempératureCapteur choisiJustification
Thermostat d'ambiance (local atelier)15 à 25 °C
Contrôle brasure haute température350 à 500 °C
Mesure précise four industriel200 à 600 °C
Vérification température eau rinçage20 à 60 °C
Correction : Thermostat atelier → CTN (plage adaptée, simple) / Brasure haute T → thermocouple (plage jusqu'à 2000 °C) / Four industriel → Pt100 ou thermocouple (précision + plage) / Eau rinçage → CTN ou Pt100 (températures modérées).

Capacité 3 — Équilibre thermique, chaleur et température

Exercice 3.1 — Équilibres thermiques en atelier

  1. Un panneau de bois sorti d'un four à 80 °C est posé dans un atelier à 20 °C. Décrivez qualitativement l'évolution des températures. Vers quelle valeur finale tend-on ?
  2. Une pièce de métal à 450 °C est trempée dans l'eau à 15 °C. La température finale est 22 °C. Qui a cédé de la chaleur ? Qui en a reçu ? Y a-t-il eu transfert de matière ?
  3. Expliquez en une phrase la différence entre chaleur (Q, en joules) et température (θ, en °C).
Correction :
  1. Le panneau se refroidit, l'air de l'atelier se réchauffe légèrement. Température finale intermédiaire (proche de 20 °C car l'air est en grande quantité).
  2. La pièce métallique a cédé de la chaleur, l'eau en a reçu. Il n'y a pas eu transfert de matière, seulement d'énergie.
  3. La température mesure l'état thermique d'un corps (°C ou K) ; la chaleur est l'énergie transférée d'un corps chaud vers un corps froid (J).

Capacité 4 — Changements d'état corps pur et mélange

Exercice 4.1 — Courbes de changement d'état

  1. Décrivez la forme de la courbe température = f(temps) lors de la fusion d'un corps pur. Qu'observe-t-on à la température de fusion ?
  2. Décrivez la différence pour un alliage (mélange). Pourquoi n'y a-t-il pas de palier net ?
  3. Identifiez le changement d'état dans chaque situation :
    a) L'eau d'un bac de refroidissement se transforme en vapeur.
    b) L'étain en fusion se solidifie après brasure.
    c) La glace fond dans un bac de refroidissement de machine.
    d) La vapeur d'eau se condense sur la vitre froide de l'atelier.
Correction :
  1. Palier horizontal à la température de fusion : la température reste constante pendant tout le changement d'état.
  2. Pour un mélange : pas de palier net, la température varie progressivement. Les composants ont des températures de fusion différentes, le changement se fait sur une plage de températures.
  3. a) Vaporisation / b) Solidification / c) Fusion / d) Liquéfaction.