La chaleur dans l`environnement

La chaleur est une forme d’énergie qui peut être
transférée d’un corps à un autre.
On peut expliquer les transferts de chaleur à
partir de la théorie particulaire.
La chaleur provient de plusieurs sources.
La chaleur a des effets positifs et négatifs sur
l’environnement.
Vocabulaire
théorie
particulaire de la
matière
chaleur
énergie cinétique
température
énergie thermique
dilatation thermique
contraction thermique
Comment le réchauffement affecte-t-il
habituellement un objet ou une matière?
Le chauffage rend quelque chose plus chaude.
Si tu chauffes suffisamment un objet, celui-ci
pourrait fondre.
La chaleur et le froid
Les êtres vivants sont sensibles à la chaleur et au
froid.
Les vêtements, activités, appareils de chauffage
gardent au chaud.
Migration des oiseaux
Éviter les chaleurs excessives
Moyens de gérer la chaleur excessive
La théorie de la matière
Toute matière est faite de minuscules particules.
Il y a des espaces vides entre les particules.
Les particules bougent constamment.
Les particules bougent plus vite lorsqu’elles
sont chauffées.
Les particules s’attirent entre elles.
La chaleur
Quand un objet est chauffé, les particules
bougent plus vite.
Quand un objet est refroidi, les particules
bougent plus lentement.
Transfert d’énergie – objet chaud entre en
contact avec un objet froid – effet opposé.
La chaleur est simplement un transfert d’énergie
des particules.
L’énergie cinétique, la
chaleur et la température
Énergie
cinétique: énergie
libérée ou
transférée par le
mouvement d’un
objet ou de ses
particules.
La température
Mesure du degré de chaleur ou de froid d’un
objet; la quantité d’énergie cinétique moyenne
des particules dans une substance.
La quantité moyenne d’énergie cinétique
contenue dans un objet chaud est plus grande
que dans un objet froid.
Plus l’objet est chaud, plus les particules
bougent.
La théorie particules et
les états de la matière
La théorie particulaire et
les changement d’état
Énergie thermique: énergie
cinétique totale de toutes les
particules dans un objet.
L’énergie thermique peut
augmenter en chauffant l’objet
et peut diminuer en le
refroidissant.
Les changement d’état
La dilatation et la
contraction thermique
Quand la matière est chauffée, son
volume augmente (dilatation thermique).
La masse d’un objet reste la même.
La taille des particules ne change pas.
Refroidir Vs. Chauffer
Particule bougent plus
lentement, moins
d’espaces.
Particules bougent
plus vite, plus
d’espaces.
Moins d’énergie
cinétique.
Plus d’énergie
cinétique.
Moins d’énergie
thermique.
Plus d’énergie
thermique.
La dilatation et la
contraction thermiques au
quotidien
Les matériaux se dilatent et se
contractent quand la température varie.
Important dans les matériaux utilisés
dans les bâtiments.
La dilatation et la
contraction des solides
La structure d’un bâtiment peut être
endommagée par l’inégalité de la contraction ou
de la dilatation
Les ponts et les trottoirs sont séparée par des
espaces « rainures de dilatation »
Permettent au béton et à l’acier de se dilater
sans se déformer ou craquer
La dilatation et la
contraction des gaz
Quand un gaz est chauffé, l’énergie cinétique
des particules augmente.
Les particules frappent les parois du contenant
plus souvent avec plus de force.
Parois flexibles, les collisions plus rapides et
fréquentes peuvent les forces à s’étirer.
La dilatation et la
contraction des liquides
Influent sur le volume
Les liquides se dilatent quand ils sont chauffés
Vocabulaire
conduction
convection
énergie
géothermique
énergie de
rayonnement
roche ignée
rayonnement
roche
métamorphique
Le transfert d’énergie
thermique
Un moulin à vent miniature
L’énergie thermique se déplace naturellement
d’une substance ayant une température haute à
une autre substance ayant une température
moins haute.
Se transmet de plusieurs façons
La conduction
Transfert d’énergie thermique
Les particules de l’élément chauffant vibrent
rapidement, entrent en collision et transfèrent
de l’énergie
Les métaux (cuivre et l’aluminium sont de bons
conducteurs)
Le bois et le plastique ne le sont pas
La conduction et les
processus géologiques
Le soleil est une importante source d’énergie
thermique
L’énergie géothermique (intérieur de la Terre) –
éruption volcanique
La Terre est composée de 4 couches
L’énergie thermique de la Terre passe à travers
les couches supérieures
Les couches de la Terre
Croute terrestre (mince,
roche solide)
Manteau (roche chaude
et flexible)
Noyau (liquide)
Noyau interne (fer et
nickel) – 7000°C
La chaleur et la formation
des roches
Fond et se solidifie constamment
Roche chauffée (625°C - 1200°C) forme du
magma
Refroidit et se solidifie pour former de la
nouvelle roche (roche ignée) – le granite
La croute terrestre bouge constamment et très
lentement – pression contre l’un et l’autre =
roche métamorphique (Bouclier canadien)
Roches ignées et
métamorphiques
Le diamant
Carbone pur
Le plus dur sur Terre
Dans la croute terrestre (150
km )
La chaleur et la pression
transforment le graphite en
diamant.
Roche métamorphique
La convection
L’air et l’eau – transfert d’énergie thermique
Dépend des caractéristiques de tels fluides
Les fluides chauds se lève (moins dense), les
fluides froids (plus dense) coulent vers le fond
Mouvement continuel – convection
Ne peut pas se produire dans les solides
(particules)
La convection dans
l’environnement
Le réchauffement inégal de l’air à la surface de
la Terre = la formation de courants de
convection
Près d’un lac durant l’été
Sol refroidit plus rapidement que l’eau
« brise terrestre »
Les orages
Vents forts et les pluies intenses
Forment par temps chaud et humide
Conduction
Grandes quantités d’énergie thermique sont
libérées
Nuages « cumulonimbus »
La convection et les
processus géologiques
Plus le manteau terrestre se rapproche du
noyau, plus la température s’élève
Lents courants de convection
Transfèrent l’énergie
Éruptions volcaniques
Le rayonnement
Sans l’énergie du Soleil, il n’y aurait aucune vie sur Terre.
Énergie rayonnement – vient du Soleil, voyage dans
l’espace
Rayonnement – transfert d’énergie à travers le vide de
l’espace (rayon électromagnétique)
L’énergie de rayonnement est absorbée par les particules
et transformée en énergie thermique
Les sources d’énergie de
rayonnement sur Terre
Les flammes des chandelles
Les ampoules à incandescence
Plaques chauffante – rayons infrarouges
L’absorption et la réflexion
du rayonnement du Soleil
Énergie solaire – lumière visible et de rayons
infrarouges
Les rayons UV, X et gamma sont absorbées par
l’atmosphère
Quantité dépend sur : l’heure du jour, la saison, la
météo, l’ozone
Le reste de l’énergie est absorbé par les nuages,
l’eau, le sole, les bâtiments, nos corps, etc.
La gestion du transfert de
l’énergie thermique
Les bâtiments perdent le moins d’énergie
possible.
Les isolants – réduit le transfert indésirable
d’énergie en limitant le conduction et convection
L’enveloppe thermique – les murs, le toit,
l’isolation, les fenêtres, etc.
Réduit la conduction, convection et
rayonnement
Prévenir la conduction
Matériaux d’isolation
Mauvais conducteurs d’énergie thermique
Limite le mouvement de l’air
Augmenter la quantité d’isolant
L’air est un excellent isolant
Les toits verts
Innovation
Une membrane
étanche, une
membrane de
drainage, un substrat
de croissance léger
(sol) et de la
végétation
Réduire le transfert
d’énergie par convection
L’énergie s’échappe à travers les
interstices
Devrait être calfeutré
Avantages et désavantages
L’échangeur d’air
Réduire le transfert
d’énergie par rayonnement
Ondes électromagnétiques
Les écrans anti-rayonnement minimiser le
transfert d’énergie
Les fenêtres
Révision
Résumé – Pg. 52 – 53
Labos
Vocabulaire
Questions – Pg. 54 – 55 #1, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 12,
13, 15, 16, 17
Question clé:
Quels liens y a-t-il entre la
chaleur, les sources
d’énergie et
l’environnement?
Vocabulaire
énergie solaire
effet de serre
friction
gaz à effet de serre
source d’énergie classique
réchauffement de la
planète
source d’énergie
renouvelable
source d’énergie non
renouvelable
combustibles fossiles
bilan énergétique de la terre
source d’énergie
alternative
chauffage solaire passif
système d’énergie
solaire active
biocarburant
L’énergie solaire et
l’énergie géothermique
Le soleil – 90% de l’énergie pour la Terre
Les réactions nucléaires à l’intérieur du Soleil
libèrent beaucoup d’énergie – l’énergie solaire
Absorber et transformer en énergie thermique
L’énergie solaire et l’énergie géothermique sont
d’importantes sources d’énergie thermique
perpétuelle.
Les transformations
d’énergie
L’énergie chimique (pétrole, gaz) peuvent être
converties en énergie thermique quand c’est
bruler.
Friction – énergie thermique
On a besoin d’énergie pour éclairer,
communiquer, refroidir, transporter, fabriquer
des produits
Les sources d’énergie
électrique
L’électricité prête a utiliser n’existe pas,
produite naturellement mais pas sous forme
immédiatement utile.
Peut transformer les autres forme d’énergie en
électricité
La production et consommation d’énergie
améliore notre vie
Les sources d’énergie
classiques
Les centrales thermoélectriques,
hydroélectriques et nucléaires
Ces sources d’énergie électrique sont utilisées
de façon courante pour un longtemps
L’énergie hydroélectrique
Produit dans les centrales hydroélectriques par
l’énergie emmagasinée dans l’eau (barrage)
Sources d’énergie renouvelable
Source d’énergie propre – peu de pollution
Négatives – inondation, empêche les poissons et
d’autres animaux de descendre ou remonter,
peuvent pas être construis n’importe ou.
L’énergie nucléaire
Produit par le noyau des minuscules particules
Grandes quantités d’énergie
Uranium transformer en énergie thermique
Forme d’énergie la plus concentrée
Coute cher, difficiles à bâtir et à entretenir, radioactif
Source d’énergie non renouvelable (quantité limitée)
L’énergie
thermoélectrique et les
combustibles fossiles
Bruler du charbon, pétrole ou du gaz naturel
Vapeur
Combustibles fossiles se forment à partir des
restes de plantes et d’animaux, décomposés
Grande valeur – facile à transporter, pas cher
Produit l’électricité
Le dilemme des
combustibles fossiles
80% de la production d’énergie mondial
précieux!!!
2 désavantages majeurs
Ne sont pas renouvelables – on consomme plus
rapidement qu’on peut les remplacer
Pollue l’air – pluies acides et smog.
DEVOIRS
Pg. 65 # 1, 2, 3, 4, 5, 6
Le réchauffement de la
planète
L’effet de serre
Les sources
Le bilan énergique de la
Terre (quantité d’énergie
absorbée)
Forment naturellement et
sont nécessaires
Énergie de rayonnement
du Soleil se trouve
emprisonnée
Gaz à effet de serre
(emprisonnent l’énergie)
Brulé des grandes
quantités
Méthane
Le réchauffement de la
planète et ses effets sur la
société et l’environnement
La température augmente
Les conséquences
Perturbations écologiques
Augmentation du niveau de la mer
Diminution des récoltes et des denrées
alimentaires
Passer à l’action
Notre consommation et les conséquences
Apporter des changements
Réduire nos production de gaz à effet de serre
Marcher, autobus, bicyclette
Moins d’eau chaude
Manger des nourritures près d’ici
L’énergie éolienne et
l’énergie des vagues
Non polluantes et renouvelables
Produits par les courants de convection
Découlent de l’énergie solaire
Source ancienne
Turbines éolienne – efficaces, $, écologiques
L’allure n’est pas pour tout le monde
Le bruit
L’énergie solaire
Chauffage solaire passif
Absorbation
Système d’énergie solaire active
2 types – panneaux solaire et photovoltaïques