Docs intro flux géothermique. Thème I Chapitre1 TD/TP N°3 LA CHALEUR DU GLOBE Contrairement à Mars, la Terre est une planète vivante et active tectoniquement. D’importantes quantités d’énergie sont produites dans le manteau par le biais de désintégrations radioactives et se dissipent à la surface du globe sous forme de chaleur. La dissipation de l'énergie interne du globe correspond au flux géothermique. Qu’apporte comme information l’étude du flux thermique à la surface du globe? Pb à résoudre : comment expliquer le flux géothermique très élevé au niveau des zones de dorsales ? On cherche à montrer que : - la convection est un mode de dissipation de chaleur plus efficace que la conduction - le flux géothermique élevé au niveau des dorsales peut s’expliquer par des courants de convection se produisant dans le manteau. RESSOURCES La conduction est un mode de transfert d’énergie thermique qui ne nécessite pas de mouvements de matière. La chaleur est transférée de proche en proche par simple agitation des atomes. Plus la différence de température entre deux matériaux est importante, plus ce transfert sera efficace. Par contre, il dépend aussi de la conductivité thermique des matériaux. Géotherme terreste au niveau des dorsales et plaines abyssales La convection est un mode de transfert d’énergie thermique qui ne peut se réaliser que dans un matériau ayant un comportement fluide. Soumis à une quantité de chaleur supérieure à celle qu’il peut évacuer, il s’échauffe, devient moins dense et remonte à la surface puis redescend une fois refroidi. Ce mouvement tend à homogénéiser les températures. Illustration : Cf animation film 1- Etudiez les 2 protocoles ( cf fiche annexe) prévus et identifiez lequel permettra de modéliser la convection et lequel modélisera la conduction. Justifiez PROTOCOLE PROTOCOLE Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables: Protocole pour comparer l’efficacité du transfert de chaleur par convection / à la conduction cf expérience bureau Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème 1- Faire une observation des résultats obtenus pour chacune des 2 expériences 2- Proposez une explication sur ce qui c’est passé dans les béchers dans les 2 expériences. Associez les des croquis explicatifs légendés. Appelez le professeur pour vérification 3-Sur feuille annexe faire le calcul de l’élévation de la température (gradient géothermique) dans la lithosphère et le manteau. (unité : °C/km). 4- Exploitez les résultats pour démontrer que la convection est plus efficace comme mode de dissipation de chaleur que la conduction 5- Bilan : Faire le lien entre les résultats de l’expérience et le géotherme de dorsale pour montrer que le flux géothermique très élevé à leur niveau s’explique par des courants de convection présents dans le manteau. Expérience de modélisation de courant de convection : cf protocole tableau temps 0 DOCUMENT SECOURS Thermoplongeur en haut (T1 sonde surface, T2 sonde profondeur) Thermoplongeur en bas (T1 sonde surface, T2 sonde profondeur)
