QCM : Transferts thermiques et conduction (5 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un transfert thermique s’effectue par déplacement global d’un fluide, tandis qu’un autre se fait par émission de rayonnement électromagnétique : quels modes sont ainsi identifiés ?

La convection puis le rayonnement
La convection puis la conduction
Le rayonnement puis la conduction
La conduction puis la convection

La convection puis le rayonnement

Explication

Le déplacement global d’un fluide caractérise la convection, tandis que l’émission de rayonnement correspond au rayonnement thermique. La conduction décrit plutôt un transfert d’agitation entre particules sans déplacement global de matière.

2. Quels sont les trois modes de transfert thermique reconnus en physique ?

La conduction, la convection et le rayonnement
Le rayonnement, la fusion et la conduction
La diffusion, l’évaporation et la réflexion
La convection, la sublimation et l’absorption

La conduction, la convection et le rayonnement

Explication

La conduction, la convection et le rayonnement constituent les trois modes de transfert thermique. La diffusion et l’évaporation, par exemple, ne forment pas avec la conduction la classification attendue des modes thermiques.

3. Que représente la direction et le sens du vecteur j⃗ u\vec{j}^{\,u} ?

La quantité de matière déplacée par convection thermique
La direction et le sens du transfert thermique
La température moyenne du volume traversé
La puissance thermique totale transférée à travers une surface

La direction et le sens du transfert thermique

Explication

Le vecteur j⃗ u\vec{j}^{\,u} possède une direction et un sens identiques à ceux du transfert thermique. Il ne mesure pas directement la puissance totale traversant une surface, rôle attribué au flux thermique.

4. Quelle expression donne le flux thermique traversant une surface (S)(S) ?

ϕth=∬(S)j⃗ u⋅dS⃗\phi_{th}=\iint_{(S)}\vec{j}^{\,u}\cdot d\vec{S}
ϕth=∯(S)j⃗ u⋅dS⃗\phi_{th}=\oiint_{(S)}\vec{j}^{\,u}\cdot d\vec{S}
ϕth=∬(S)j⃗ u dS\phi_{th}=\iint_{(S)}\vec{j}^{\,u}\,dS
ϕth=∬(S)j⃗ u×dS⃗\phi_{th}=\iint_{(S)}\vec{j}^{\,u}\times d\vec{S}

$$\phi_{th}=\iint_{(S)}\vec{j}^{\,u}\cdot d\vec{S}$$

Explication

Le flux thermique, qui représente la puissance transférée, est défini par l’intégrale de surface du produit scalaire entre j⃗ u\vec{j}^{\,u} et dS⃗d\vec{S}. Le symbole ∯\oiint est réservé à une surface fermée, et le produit vectoriel ne convient pas à cette définition.

5. Quelle caractéristique distingue la conduction thermique de la convection ?

Elle transfère l’agitation sans déplacement de masse de matière
Elle mesure la puissance traversant une surface donnée
Elle transporte une masse de fluide avec l’agitation thermique
Elle transfère l’énergie par émission d’ondes électromagnétiques

Elle transfère l’agitation sans déplacement de masse de matière

Explication

La conduction transmet l’agitation des particules des zones chaudes vers les zones froides sans déplacement de masse. Le transport d’une masse de fluide correspond à la convection, tandis que les autres propositions décrivent le rayonnement ou le flux thermique.

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Quels sont les trois modes de transfert thermique ?

La conduction, la convection et le rayonnement.

Quel autre nom porte la conduction thermique ?

La diffusion.

Quel mode de transfert thermique ne nécessite pas de support matériel ?

Le rayonnement.

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