Questions 11
Proposé par Kwiiz.ch

Chaleur et température

GYM4 Physique GYM PH 1

Kwiiz de physique (Secondaire II) sur la chaleur et les échanges thermiques : différence chaleur/température, $Q = m\,c\,\Delta T$, chaleur latente, équilibre thermique et calorimétrie, modes de transfert, dilatation. Avec de vraies surprises (le métal qui semble plus froid que le bois, l'étincelle brûlante mais inoffensive, la glace qui fond à température constante, l'eau qui gonfle en gelant, le froid qui « n'existe pas ») et le zéro absolu. Aligné sur l'objectif GYM PH 1 (échanges thermiques, GYM4) du plan d'études gymnasial.

Objectif du Plan d'études romand (PER)

GYM PH 1 — Discipline fondamentale : physique.

Aperçu des questions

1Dans une même pièce, une barre de métal est réellement plus froide qu'un morceau de bois posé à côté.
VraiFaux
2Une étincelle à $1000$ °C qui touche la peau brûle bien moins qu'un contact avec de l'eau bouillante à $100$ °C. Pourquoi ?
L'étincelle contient très peu d'énergie, car sa masse est minusculeL'étincelle transfère sa chaleur bien trop lentement pour brûler la peauL'eau bouillante conduit mieux la chaleur car elle est liquideÀ 1000 °C, l'étincelle rayonne au lieu de conduire vers la peau
3Quelle énergie (en J) faut-il pour chauffer $2$ kg d'eau de $20$ °C à $30$ °C ? (capacité thermique de l'eau : $c = 4200$ J/(kg·°C))
4Tant qu'un glaçon est en train de fondre, sa température reste à $0$ °C, même si on continue à le chauffer.
VraiFaux
5Comment un réfrigérateur garde-t-il les aliments au froid ?
Il fabrique du froid et l'injecte dans le compartiment ferméIl pompe la chaleur de l'intérieur et la rejette dehorsIl empêche simplement toute chaleur extérieure d'entrerIl transforme directement l'électricité en une forme de froid
6On mélange $1$ kg d'eau à $20$ °C avec $3$ kg d'eau à $60$ °C. Quelle est la température finale du mélange (en °C) ?
7Pourquoi transpirer nous rafraîchit-il quand il fait chaud ?
La sueur qui sort de la peau est déjà plus froide que le corpsLa couche de sueur bloque la chaleur du Soleil comme un écranEn s'évaporant, la sueur emporte de la chaleur prise à la peauLa sueur dilate les pores et laisse mieux circuler l'air frais
8La chaleur se transmet de trois façons — plus un moyen de la freiner. Associe chaque notion à un exemple.

À associer par paires :

ConductionConvectionRayonnementIsolation
l'eau d'une casserole qui se brasse toute seule en chauffantla chaleur du Soleil qui nous réchauffe le visage en plein hiverle double vitrage qui garde la chaleur à l'intérieurle manche d'une casserole qui devient brûlant sur le feu
9En gelant, l'eau se contracte et devient plus dense, si bien que la glace coule au fond de l'eau.
VraiFaux
10Peut-on refroidir la matière indéfiniment, ou existe-t-il une température minimale ?
On peut refroidir la matière sans aucune limite, le froid n'a pas de fondOui, mais la limite se situe à $-100$ °C, là où toute matière devient solideNon, seule la température maximale (la chaleur) est réellement bornéeOui, le zéro absolu, vers $-273$ °C
11On plonge $0{,}1$ kg de glace à $0$ °C dans $1$ kg d'eau à $40$ °C. Toute la glace finit par fondre. Quelle est la température finale du mélange (en °C, arrondie à l'entier) ? ($c = 4200$ J/(kg·°C),…

Les bonnes réponses se découvrent en jouant le Kwiiz.