QCM : Introduction aux transferts thermiques — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle est la relation entre la puissance radiative 𝑀 d’un corps noir et sa température 𝑇 ?

𝑀 = 𝜎 𝑇²
𝑀 = 𝜎 / 𝑇⁴
𝑀 = 𝜎 𝑇⁴
𝑀 = 𝜎 √𝑇

𝑀 = 𝜎 𝑇⁴

Explication

La loi de Stefan-Boltzmann indique que la puissance radiative émise par un corps noir est proportionnelle à la quatrième puissance de sa température, soit 𝑀 = 𝜎 𝑇⁴, où 𝜎 est la constante de Stefan-Boltzmann.

2. Quelle loi décrit la relation entre le flux thermique et le gradient de température dans la conduction thermique?

Loi de Fourier
Loi de Stefan-Boltzmann
Loi de Newton
Loi de Wien

Loi de Fourier

Explication

La loi de Fourier, formulée en 1822, établit que le flux de chaleur par conduction est proportionnel au gradient de température, ce qui est fondamental pour le transfert thermique dans les solides.

3. Quel est le principal mode de transfert thermique dans le vide ?

Rayonnement
Diffusion
Convection
Conduction

Rayonnement

Explication

Le rayonnement est le seul mode de transfert thermique qui peut se produire dans le vide, car il ne nécessite pas de matière pour transmettre l'énergie. Il se manifeste par l'émission et l'absorption de rayonnements électromagnétiques, comme la lumière ou la chaleur infrarouge.

4. Selon la loi de Stefan-Boltzmann, comment la puissance radiative est-elle liée à la température?

Elle est proportionnelle à T
Elle est proportionnelle à T²
Elle est proportionnelle à T⁴
Elle est proportionnelle à √T

Elle est proportionnelle à T⁴

Explication

La loi de Stefan-Boltzmann, formulée par Josef Stefan en 1879, indique que la puissance émise par un corps noir est proportionnelle à la quatrième puissance de sa température absolue, T⁴.

5. Selon la loi de Fourier, comment le flux thermique 𝝋 est-il relié au gradient de température ?

𝝋 = 𝝀 𝑑𝑇/𝑑𝑥
𝝋 = - 𝑑𝑇/𝑑𝑥 / 𝝀
𝝋 = -𝝀 𝑑𝑇/𝑑𝑥
𝝋 = 𝑑𝑇/𝑑𝑥 / 𝝀

𝝋 = -𝝀 𝑑𝑇/𝑑𝑥

Explication

La loi de Fourier stipule que le flux thermique 𝝋 est proportionnel au gradient de température, avec un signe négatif indiquant que le flux va dans le sens de la diminution de température. La formule correcte est 𝝋 = -𝝀 𝑑𝑇/𝑑𝑥.

6. Quel est le composant idéal qui absorbe et émet parfaitement tout le rayonnement, selon la fiche?

Le corps noir
La surface émissive
Le médium de transfert
L’émissivité

Le corps noir

Explication

Le corps noir est un modèle idéal en physique du rayonnement, conçue pour absorber et émettre toute la radiation électromagnétique incidente, sans aucune réflexion ou transmittance.

7. Quelle formule de la fiche exprime l'échange thermique selon la convection?

𝝅 = 𝒉(𝑻ₛ − 𝑻𝑓)
𝝋 = -𝝀 𝑑𝑇/𝑑𝑥
𝑀 = 𝜎 𝑇⁴
𝜆 = 𝑏² / (𝝆 𝑐)

𝝅 = 𝒉(𝑻ₛ − 𝑻𝑓)

Explication

La loi de Newton pour la convection, exprimée par 𝝅 = 𝒉(𝑻ₛ − 𝑻𝑓), relie le flux convectif au coefficient de transfert thermique ou h et à la différence de température entre la surface et le fluide.

8. Qui a formulé la loi qui relie le flux radiatif à T⁴, selon la fiche?

Stefan-Boltzmann
Fourier
Newton
Wien

Stefan-Boltzmann

Explication

La loi de Stefan-Boltzmann a été établie par Josef Stefan en 1879 et détermine que le flux radiatif émis par un corps noir est proportionnel à T⁴, une relation cruciale pour le rayonnement thermique.

9. Selon la fiche, dans l’ordre hiérarchique du transfert thermique, lequel devient dominant à haute température?

La conduction
La convection
Le rayonnement
La diffusion thermique

Le rayonnement

Explication

Le rayonnement devient le mode de transfert dominant à haute température car la puissance radiative est proportionnelle à T⁴, surpassant la conduction et la convection dans ces conditions.

10. Quelle relation de la fiche donne une approximation de la longueur d’onde de pic d’émission, en relation avec la température?

Loi de Wien
Loi de Fourier
Loi de Stefan-Boltzmann
Loi de Newton

Loi de Wien

Explication

La loi de Wien, formulée en 1893, relie la longueur d’onde de pic d’émission à la température par 𝜆ₘ 𝑇 ≈ 2898 μm·K, permettant de prévoir à quelle longueur d’onde le corps émet le plus intensément.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Introduction aux transferts thermiques.

Loi de Fourier — formule ?

𝝋 = -𝝀 𝑑𝑇/𝑑𝑥

Principaux mécanismes de transfert thermique?

Conduction, convection, rayonnement.

Rayonnement — dépend ?

De la température et de l’état de surface

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Introduction aux transferts thermiques.

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