QCM – Minimiser les transferts thermiques

Chapitre 5 | 1^re Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

C1 — Comparer expérimentalement la conductivité thermique de matériaux
C2 — Déterminer la conductance thermique d'une plaque homogène : \(G = \dfrac{\lambda \cdot S}{e}\), en W/K
C3 — Déterminer la puissance thermique traversant une plaque : \(P = G \cdot \Delta T\)
C4 — Relier puissance et énergie transférée (réinvestissement du chapitre 1)

⏱ Durée : 15–20 min

📄 15 questions

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Socle

Question 1

Conductivité thermique – Définition

La conductivité thermique \(\lambda\) d'un matériau caractérise :

sa résistance mécanique sa capacité à conduire la chaleur sa masse volumique sa température de fusion

Question 2

Conductivité thermique – Unité

L'unité de la conductivité thermique \(\lambda\) est :

W/(m·K) W/K K/W J/(kg·K)

Question 3

Isolant ou conducteur – Classement

Parmi ces matériaux, lequel est le meilleur isolant thermique ?

l'aluminium l'acier le béton la laine de verre

Question 4

Conductance thermique – Unité

L'unité de la conductance thermique G est :

W/(m·K) K/W W/K W/m²

Question 5

Puissance thermique – Unité

La puissance thermique \(P\) qui traverse une plaque s'exprime en :

joules (J) watts (W) kelvins (K) kilowattheures (kWh)

Standard

Question 1

Conductance thermique – Formule

La formule de la conductance thermique G d'une plaque plane est :

\(G = \lambda \cdot e \cdot S\) \(G = \dfrac{e}{\lambda \cdot S}\) \(G = \dfrac{\lambda \cdot S}{e}\) \(G = \dfrac{\lambda}{S \cdot e}\)

Question 2

Influence de l'épaisseur – Isolation

Un menuisier agenceur doit isoler une cloison. S'il double l'épaisseur de l'isolant, la conductance G :

est divisée par 2 est multipliée par 2 reste identique est divisée par 4

Question 3

Calcul de conductance – Application

Un artisan menuisier pose une plaque de polystyrène (\(\lambda = 0{,}035\) W/(m·K), S = 10 m², e = 10 cm). Quelle est la conductance G ?

35 W/K 0,35 W/K 0,035 W/K 3,5 W/K

Question 4

Puissance thermique – Calcul

Un technicien d'agencement calcule les pertes d'une cloison de conductance G = 4 W/K séparant un salon à 20 °C d'un garage à 5 °C. La puissance thermique \(P\) qui la traverse vaut :

80 W 60 W 100 W 20 W

Question 5

Choix d'un isolant – Critère

Pour bien isoler une cloison, un menuisier agenceur doit choisir un matériau avec :

un \(\lambda\) élevé et une faible épaisseur un \(\lambda\) élevé et une grande épaisseur un \(\lambda\) faible et une grande épaisseur un \(\lambda\) faible et une faible épaisseur

Approfondissement

Question 1

Comparaison expérimentale – Protocole

Pour comparer expérimentalement la conductivité thermique de deux matériaux, il faut :

des plaques d’épaisseurs différentes, pour voir l’effet du matériau des plaques de mêmes dimensions, les mêmes températures de faces, puis mesurer la puissance une fois l’état stabilisé relever la température de chaque plaque après une minute de chauffe, quelles que soient ses dimensions toucher les deux plaques et comparer les sensations

Question 2

Proportionnalité – Écart de température

Une plaque garde la même conductance G. Si l’écart de température entre ses faces double, la puissance thermique qui la traverse :

double reste identique est divisée par 2 est multipliée par 4

Question 3

Mur composite – Calcul

Un mur en béton (S = 10 m², e = 20 cm, \(\lambda = 1{,}7\) W/(m·K)) a une conductance de 85 W/K. On ajoute 10 cm de polystyrène (\(\lambda = 0{,}035\)). La conductance de l'isolant seul vaut :

85 W/K 35 W/K 3,5 W/K 0,35 W/K

Question 4

Puissance thermique – Problème complet

Une cloison isolée en laine de verre (\(\lambda = 0{,}032\) W/(m·K), S = 8 m², e = 10 cm) sépare un salon à 20 °C d'un garage à 5 °C. La puissance thermique qui la traverse vaut :

2,56 W 25,6 W 256 W 38,4 W

Question 5

Énergie perdue – Coût

Un mur laisse passer une puissance \(P = 200\) W pendant 10 heures. L'énergie perdue est de :

200 kWh 2 kWh 2 000 kWh 20 kWh