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Thermodynamique, ssss, sss - Coggle Diagram
Thermodynamique
Bilan thermique
Bilan d’énergie
le premier principe de la thermodynamique s’écrit :
ΔU = Q
i→f .
énergie interne :
ΔU = C.ΔT = C(T(t + Δt) − T(t)) = Q
C. ( dT(t) / dt ) = φ
φ = hS(Tth−T(t))
C. ( dT(t) / dt ) = hS(Tth−T(t))
Loi d’évolution d’un système au contact d’un thermostat
(équation différentielle vérifiée par la température T(t) d’un corps solide plongé dans un fluide à la température Tth)
indique une convergence de la température du système vers celle du fluide.
Résolution de l’équation différentielle
solutions de l’équation différentielle sont donc de la forme :
À t = 0 s,la température du système est T = Ti donc:
La solution de l’équation différentielle est donc :
τ = C / hs = (m . c) / hS
=> temps caractéristique d’évolution de la température du système (en s)
déterminé en traçant la tangente à l’origine de la courbe T = f(t)
Bilan radiatif de la Terre
Loi de Stefan-Boltzmann
loi qui permet d’établir une relation entre la puissance thermique surfacique émise pE et la température T
Effet de serre.
Le système Terre-atmosphère : assimilé à une boule d’aire S
reçoit une énergie thermique solaire de puissance pT* x S
*pT = 340 W·m−2 (= puissance solaire incidente surfacique moyenne)
L'atmosphère en
réfléchit
la fraction A et en absorbe donc la fraction (1 − A)
A est l’albédo terrestre moyen (A = 0,34) (grandeur sans dimension)
La puissance thermique solaire reçue par le système Terre-atmosphère
La Terre se comporte comme un corps noir de température de surface TT. Il
émet
par rayonnement l’énergie thermique:
L’atmosphère
absorbe
la fraction a du rayonnement terrestre
la fraction (1 − a) est
émise
dans le cosmos
a est le coefficient d’absorption moyen de la Terre (a = 0,45).
À l’équilibre thermique, la puissance solaire reçue est égale à la puissance perdue par rayonnement :
Échange avec une paroi thermostatée
échange de l’énergie thermique d'un système solide avec le fluide par conduction et par convection
= transfert « conducto-convectif »
modélisé par la loi phénoménologique de Newton :
φ = hS(Tth − T) = hS(θth −θ)
ssss
sss
