en préparation : échanges thermiques pour les MULS

pierrot22 · 23-10-2009 12:11:17

Suite à l'explication que j'ai faite sur les échanges thermiques dans la discussion sur la tente "isothermique", je pense que ça vaudrait le coup de l'intégrer au wiki, mais je voudrais vous le soumettre avant pour commentaires/remarques/corrections.

Le but est d'être compréhensible même pour quelqu'un qui n'a que des notions scientifiques très (très) basiques. Donc n'hésitez pas à dire si vous ne comprenez pas bien quelque chose, c'est que c'est pas clair, dans ce cas je l'expliquerai mieux

Ca n'est pas fait pour rendre "expert" en thermique (je ne le suis pas). S'il y en a qui veulent aller plus loin je peux leur donner mes cours. Juste de comprendre les phénomènes de base pour pouvoir mieux lutter contre notre pire ennemi : le froid. Savoir comment ça fonctionne permet de mieux maitriser son matériel, et éviter les idées fausses et les mauvaises utilisations (je ferai une explication sur la couverture de survie, suite à la discussion ici

Je ferai aussi un topo sur les effets des changements d'état (fonte de glace, évaporation d'eau).

Partie 1 : échanges thermiques (copier coller d'ici), à perfectionner

pierrot22 a écrit :

J'apporte encore un peu de théorie pour expliquer ton expérience
Y'a 3 modes de transmission de la chaleur. Pour plus de détails, cliquer sur les liens pour aller sur wikipedia. Je vous conseille vivement, dans notre démarche, la chaleur est un enjeu important, c'est bien de savoir comment ça marche
-conduction :
c'est quand la chaleur traverse une paroi. Par exemple pour chauffer notre eau, la chaleur passe à travers la popote par conduction thermique
Le flux de chaleur transmis à travers la paroi est proportionnel à la différence de température entre la face interne et la face externe, multipliée par un coef qui dépend du matériau, le tout multiplié par la surface (d'où mon histoire de tout à l'heure sur la surface de l'isolant) :
http://upload.wikimedia.org/math/5/8/2/ … f19204.png
ou dans une version plus simple : phi = (delta T)/Rth
où Rth est la résistance thermique en K/W, dépendant du matériau, de l'épaisseur et de la surface.
Autrement dit, si on applique ça au duvet : ton duvet a une résistance thermique donnée. Ton corps émet environ 75W de chaleur quand tu dors. En retournant la formule, on obtient la relation entre la température extérieure et la température intérieure de ton duvet :
delta T=phi*Rth
où phi = 75W (à remettre en joules/sec pour être en unité SI), et Rth est fixe
On connait, pour une chaleur dégagée donnée, la température dans ton duvet en fonction de la température extérieure. C'est comme ça qu'on peut dimensionner un sac de couchage quand on n'a pas l'expérience des pros qui savent que telle charge = telle température. J'ai voulu le faire y'a quelque temps, mais j'ai buté sur les unités exprimées dans l'habillement pour donner la résistance thermique : absolument pas des unités SI...

-convection :
c'est la transmission de chaleur entre 1 fluide et une interface. Par exemple, si on plonge un glaçon dans le pastis, le pastis se refroidit par convection : c'est les mouvements du pastis (dus à la différence de température entre le pastis au contact du glaçon, et celui du reste du verre), qui font que le contenu du verre se refroidit rapidement. La conduction est présente aussi, mais s'il y avait qu'elle, faudrait le servir plus longtemps en avance ce pastis
Plus difficile à exprimer de manière théorique, le flux de chaleur transmis par convection est :
phi = S * h *(delta T)
où S est la surface d'échange, et h est un coef qui dépend des matériaux en contact, du fluide, des formes de l'interface... Bref, si on veut le connaitre, généralement faut le mesurer.
Par exemple dans le cas du pastis : on a à l'origine un fort delta T si on met un glaçon dans un pastis à 25° : le flux de chaleur transmis est important, le pastis se refroidit vite et le glaçon fond rapidement. Quand le pastis a refroidi, à 5° par exemple, le delta T est beaucoup plus faible : on va prendre beaucoup plus de temps pour passer de 5° à 0° qu'on n'en avait mis pour passer de 25° à 20° => le glaçon met longtemps à fondre totalement (si le soleil tape pas sur le verre, et si on a la patience d'attendre, mais c'est une autre histoire )
- le rayonnement
dans notre cas il est sans doute faible, c'est ce qui fait que les étoiles nous réchauffent : tout corps chaud émet un rayonnement lumineux, qui va de l'infrarouge pour un corps moyennement chaud (corps humain), au visible pour un corps très chaud (filament d'ampoule, étoile)
Le flux de chaleur émis est
http://upload.wikimedia.org/math/b/d/2/ … a2cc2d.png, le tout multiplié par la surface (sigma est une constante fixe)
mais dans le cas d'un corps à 35° (308 Kelvins), je trouve 510W par m². En pratique, c'est beaucoup moins, la loi est valable seulement pour un corps noir, notre corps en est loin.
Les couvertures de survie, la feuille d'alu collée sur les tapis de sol ou dans les duvets, travaillent principalement sur le rayonnement : c'est une surface qui réfléchit parfaitement dans les infrarouges (longueur d'onde dans laquelle on émet par rayonnement, d'où les lunettes infrarouges des militaires), donc qui nous renvoie illico tout ce qu'on a émis en rayonnement.

Maintenant, exercice d'application : qu'est-ce qui se passe en pratique au niveau de la paroi de ta tente ?
monoparoi :
l'air intérieur va donner se sa chaleur au tissu, par rayonnement. La chaleur va passer de la face intérieure du tissu à la face extérieure, par conduction. Puis la chaleur est transmise par la face extérieure à l'air ambiant, par convection.
La conduction d'un silnylon ou autre étant assez bonne, on peut dire que ça isole que dalle, ça évite juste de windchill (si tu avais ton duvet directement au contact du vent extérieur, la convection entre le vent sur la face extérieure du duvet fait que tu aurais bien plus froid.
Si on "regroupe" tous les phénomènes en une résistance thermique, et qu'on réfléchit à ce qui se passe à l'échelle de ta tente : donc comme pour l'exemple du duvet, si ton corps a émis 75W, qui sont passés à travers ton duvet, ces 75W vont passer de l'intérieur à l'extérieur de la tente, donnant un delta T. Au final, un équilibre se fait entre la température intérieure du duvet, de la tente et de l'extérieur.
double toit :
l'air intérieur donne par convection de la chaleur au tissu intérieur, elle passe à travers le tissu intérieur par conduction, puis par convection dans la couche d'air entre le double toit et la tente intérieure, puis par convection repasse de la couche d'air, à la couche interne du double toit, traverse le double toit par conduction, puis enfin se transmet à l'air extérieur par convection.
La résistance thermique globale sera plus élevée que le simple toit. Donc si tu es toujours tout seul dans ta tente avec tes 75W, la température intérieure sera plus élevée que dans une simple toit.

Autre cas intéressant : le refroidissement nocturne. Tu as monté ta tente en fin de journée, il faisait beau, la température intérieure est de 10°. Pendant la nuit, ça tombe à -10°. Le delta T entre intérieur et extérieur fait que la chaleur va passer de l'intérieur à l'extérieur. Plus ta tente est isolante, plus le flux de chaleur transmis pour ces 20° de différence sera faible. Donc moins l'intérieur de la tente se refroidira vite.

Ce qui est le plus efficace dans l'isolation, on le sait, c'est l'air (à défaut d'avoir du vide à disposition). C'est le principe des duvets, ou des autogonflants, qui emmagasinent un max d'air. Mais la convection est importante : un matelas pneumatique de plage de 5cm isolera beaucoup moins bien qu'un big agnès chargé en duvet par exemple. Pourquoi ? Parce que dans ton matelas de plage, il y a des courants de convection à l'intérieur des boudins : l'air bouge à l'intérieur des boudins. Dans le duvet, au contraire, aucune convection n'est possible, l'air est emprisonné dans des petites cavités formé par le duvet. Le rôle du duvet dans l'isolation est uniquement d'empêcher la convection, pour garder des couches d'air indépendantes. Un duvet sans air (comprimé ou détrempé), on sait tous ce que ça vaut comme isolant...

Pour en revenir à notre tente : pour une isolation thermique, il faut s'occuper principalement de la convection. En empêchant les mouvements d'air entre la chambre et le toit notamment. Par exemple, par une structure de type cloisonnée, voire par l'ajout d'une très fine couche de tissu au milieu entre le double toit et la chambre, comme du double vitrage (la résistance thermique d'un double vitrage est environ 40 fois plus élevée que celle d'un simple vitrage !).

Voilà, un des cours les plus intéressants et appliqués de ma formation, résumé pour les MUL
(si vous trouvez que ça vaut le coup, je verrai avec olivier pour le mettre en wiki )

partie 2 : fonctionnement des différents isolants
- duvet et autres isolants à base d'air (synthétiques, matelas)
- couverture de survie
- mur en pierre (qui n'est pas un isolant mais un réfractaire, j'expliquerai la différence)

partie 3 : les changements d'état
- fonte d'eau : pourquoi un petit glaçon réussit à refroidir tout un verre, et pourquoi il faut beaucoup de carburant pour fondre de la neige
- évapoation : pourquoi on a froid dans ses vêtements mouillés, et pourquoi maintenir une grosse ébullition pendant la cuisson est une (hérésie) gaspillage.

à suivre;)

Dernière modification par pierrot22 (23-10-2009 12:38:05)

Vaer_dig_selv · 23-10-2009 12:16:04

Remplacer "hérésie" par "gaspillage".

pierrot22 · 23-10-2009 12:38:59

done

ceci dit, un gaspillage est une hérésie pour un MUL bien "endoctriné"

ith · 23-10-2009 12:59:13

Très intéressant,

Quelques idées en vrac :

*Tu ne traites pas du "changement de phase" or il me semble que la respiration/transpiration qui est caractérisée par un changement de phase liquide/gaz "pompe " de l'énergie et fait donc partie des "échanges thermiques"? Mais peut être est-ce une sous catégorie de tes trois cas ?

*Le rayonnement. Le rayonnement terrestre n'est pas négligeable me semble-t-il. C'est ce qui fait qu'une nuit sans nuage est plus fraîche qu'une nuit avec nuage (dans ce cas l'énergie irradiée par la terre atteint moins vite l'espace). De même, la température est supérieure sous la couche de neige qu'en surface (la neige isole).

*Le rayonnement IR n'est pas arrêté que par les surfaces réfléchissantes. J'ai lu qu'un isolant suffisamment fin pouvait avoir le même effet. Par exemple le duvet et les microfibres.

Ce ne sont pas des affirmations, juste des questions...

Bison · 23-10-2009 13:34:09

Beau projet!

Mais un sacré défi sur le plan pédagogique!
Faire cela sans formules, sans termes savants ...

Déjà pour expliquer à un non scientifique la différence entre "Chaleur" et "Température" ...
Juste de manière à ce qu'il puisse comprendre la suite : les transferts de chaleur, les changements de phase ...

Si je ne comprenais pas (si je ne visualisais pas) les phénomènes physiques au niveau de l'agitation moléculaire, moi j'aurais bien du mal à suivre ...

Faire du "visuel", mais est-ce possible en quelques pages?
Est-ce possible, en quelque pages, d'exposer les grands principes de lathermodynamiques et de la transmission de chaleur, et l'application de tout cela aux divers sytèmes d'abri-couchage, dans quelques situations météo typiques?

Ou bien alors, on "évacue" toute notion théorique et on fournit des conclusions utilisables ... "prêtes à l'emploi".

Dur dur ...

pierrot22 · 23-10-2009 13:48:05

Did:

* l'évaporation de la trans/perspiration est prévue dans la partie 3

* intéressant ce que tu dis, je pensais que c'était parce que l'absence de nuages augmentait la convection, donc la montée de l'air chauffé pendant la journée. L'explication comme quoi les nuages réfléchiraient une partie du rayonnement terrestre, faisant une sorte d'effet de serre nocturne, me parait plausible. Le but n'est pas de traiter de la météo, mais ça vaut le coup de la signaler dans la partie sur le rayonnement.

* t'as raison, je vais creuser un peu plus de ce côté.
Une nuance : l'idéal n'est pas d'arrêter les IR, mais de les réfléchir vers le corps. Pour faire l'analogie avec la lumière visible et IR dans un four solaire : la parabole servant à réfléchir la lumière vers la cible est réfléchissante à la lumière (blanche ou miroir), la cible doit au contraire absorber le plus possible des rayons qu'elle reçoit, on la peint en noir.
Pour revenir au cas qui nous intéresse : si le tissu absorbe les IR (vêtemennt noir par exemple), sa température augmente, c'est pour ça qu'on a chaud en noir au soleil. Si le tissu réfléchit les IR, il nous renvoie les IR produits par notre corps mais ne s'échauffe pas. C'est le cas d'une couverture de survie : elle n'est pas en contact avec le corps, son but n'est pas d'être chaude (contrairement à la partie intérieure du duvet ou du vêtement qui doit être chaude pour procurer une sensation de chaleur), uniquement de réfléchir.

D'ailleurs, généralement il me semble que les couvertures de survie fonctionnent comme une "glace sans tain" pour les IR: elles réfléchissent dans un sens et laissent passer dans l'autre : si on la met dans le bon sens, le rayonnement émis par le corps lui est totalement renvoyé, et le rayonnement venant de la lumière traverse la couverture pour atteindre le corps. Mais je ne vais pas trop développer dans l'article, le but n'est pas de faire un mode d'emploi, d'autres maitrisent ça bien mieux que moi (et feraient bien de faire un article pour le wiki, scal si tu passes par là).

Bison:
c'est sûr, mais j'aime bien la vulgarisation.
Là encore, les analogies avec l'eau seront sans doute très utiles.

J'ai pas dit sans formules. Le but est d'illustrer et d'expliquer les formules pour qu'on comprenne "comment ça marche".

chaleur-température et agitation moléculaire : tu fais bien de me le signaler, pour un "scientifique" c'est généralement connu, mais pas pour le "grand public".

Je ne ferai pas de consommable, je déteste ça. Je n'ai pas de recette à donner, le but est plutôt de permettre aux gens de comprendre les bases. Comment ça marche un duvet, pourquoi il fait plus chaud dans une tente double toit que dans une simple toit, pourquoi il fait moins froid dans le refuge que dehors, pourquoi on a froid dans notre t-shirt trempé de transpiration quand il y a du vent...

Le visuel sera indispensable pour expliquer simplement, mais j'ai pas de scanner ici donc ça sera un peu artisanal sans doute. Quelques simulations informatiques pourraient être intéressantes aussi pour illustrer, ça sera pour moi l'occasion d'apprendre à utiliser cette fonction de Solidworks, depuis le temps que je veux le faire...

Dernière modification par pierrot22 (23-10-2009 13:49:00)

oli_v_ier · 23-10-2009 15:17:03

Bonne idée, penser à illustrer avec des exemples concrets, des applications pratiques, bien visibles dans le texte.

A propos du rayonnement, dans le sujet condensation_SR, Bison, ChP, VDS ont beaucoup bossé dessus, certaines observations et conclusions sont inédites sur ce forum, et éclairent pas mal de phénomènes. Je pense qu'il serait très intéressant d'en faire un résumé et il devrait pouvoir s'insérer dans la page dont tu parles.

Vaer_dig_selv · 23-10-2009 16:16:58

pierrot22 a écrit :

* intéressant ce que tu dis, je pensais que c'était parce que l'absence de nuages augmentait la convection, donc la montée de l'air chauffé pendant la journée. L'explication comme quoi les nuages réfléchiraient une partie du rayonnement terrestre, faisant une sorte d'effet de serre nocturne, me parait plausible.

Et alors ? A quoi ça sert que Ducros il se décarcasse ?
Oups ! Pas Ducros, Jacques.

https://www.randonner-leger.org/forum/v … id=510&p=2
https://www.randonner-leger.org/forum/v … id=510&p=3
https://www.randonner-leger.org/forum/v … id=510&p=4

Bison · 23-10-2009 16:28:27

Bonjour,

a) A défaut de scanner, un APN, c'est déjà très bien dans un premier temps.
Quand l'article sera finalisé, ma fois il y aura toujours moyen d'utiliser l'outil ad-hoc.

b) En météo, on enseigne en effet l'importance de la réflection des IR par la couche nuageuse. Je ne suis pas compétent pour en discuter, sinon pour dire que mon auteur préféré était quand même docteur en physique, pilote de vol à voile, et directeur en son temps de la météo suisse (Météorologie pour aviateurs - Willy Eichengerger). On n'échappera pas à la météo ...

C) Si tu veux être lu, parle en français, pas en language matheux!

Le débit de chaleur qui s'écoule à travers une paroi est causé par la différence de température entre la face chaude et la face froide.
La chaleur passe du chaud vers le froid.

+ Croquis tout simple, pour ceux qui ont une mémoire visuelle (évidemment, le chaud en rouge, le froid en bleu ...)
Si on est vraiment "motivé" : explication imagée de la transmission de l'agitation moléculaire (pas évident, peut-être pas utile ici)

Evidemment, plus la surface de la paroi est grande, plus elle offre du passage à la chaleur.

Donner un exemple trivial - pour fixer les idées : une grande baie vitrée laisse passer plus de chaleur qu'une petite fenêtre)

Evidemment, une paroi épaisse isole mieux qu'une paroi mince.

Exemple : mur épais ...
Belle occasion de faire un croquis avec des mesures de température virtuellement faites dans l'épaisseur d'un mur ... et montrant ainsi, sans même avoir l'air d'y toucher, le gradient thermique.

D'autre part, chaque matériau oppose une certaine résistance à ce courant de chaleur.
Cette propriété propre à chaque matière s'appelle la résistivité thermique.

Un matériau "isolant" offre une grande résistance au passage de la chaleur, il a une grande résistivité thermique.
(Cela s'appelle enfoncer le clou et retomber dans du vocabulaire connu ...)
Donner en exemple de quelques matériaux ... Du métal à l'air en passant par le bois, le papier

Ce n'est qu'un exemple du style ... (je ne dis pas d'ailleurs que ce soit la bonne séquence de propositions ... )

Mais je pense que cela doit être riche en perception intuitive, afin que le lecteur se fabrique lui-même un modèle et que ce modèle soit correct.

F=S*(T2-T1)/R avec R=r*e

Même en explicitant chaque variable, cette "formulation" restera indigeste à la majorité des lecteurs.
Certains ne sauront pas lire la formule, même avec les explications.
Bien rares sont ceux qui pourront reconstruire le modèle au départ de cela ...

Même si on donne la formule en guise de synthèse, par égard à ceux qui se sont entraînés pendants des années à parler "mathématiquement", on devra s'interdire d'utiliser cette formule par la suite ...

Bon, allez, je suis partant pour participer à la traduction "Math => Français" !
(Mais franchement, je pense qu'il vaudra mieux "exposer" la traduction avant de livrer la formule de synthèse.)

oli_v_ier · 23-10-2009 17:02:07

Le débit de chaleur qui s'écoule à travers une paroi[...]
La chaleur passe du chaud vers le froid.

Evidemment, plus la surface de la paroi est grande, plus elle offre du passage à la chaleur.

Aïe aïe aïe. Toutes ces formulations sont très malheureuses, assimiler la chaleur à un "quelque chose" qui passe d'un endroit à l'autre ne va pas aider à la compréhension du truc.

La chaleur est l'un des modes de transfert d'énergie. On ne devrait donc pas parler de transfert de chaleur, ça n'a pas de sens (oui je sais on le lit pourtant souvent).
L'analogie en mécanique donnerait "transfert de travail": ça n'a pas de sens (re) .

Le nom utilisé en pédagogie pour "chaleur" est d'ailleurs le "transfert thermique". Dans les citations ci-dessus, on peut sans problème remplacer "chaleur" par "énergie".

Il y a 3 modes de transfert thermique:
- Conduction
- Convection
- Rayonnement

L'évaporation n'est pas un mode de transfert thermique, c'est une transformation physique (un changement d'état) qui nécessite un transfert thermique pour avoir lieu.

DBL · 23-10-2009 18:40:37

Bison a écrit :

Beau projet!
Mais un sacré défi sur le plan pédagogique!
Faire cela sans formules, sans termes savants ...
.../...
Ou bien alors, on "évacue" toute notion théorique et on fournit des conclusions utilisables ... "prêtes à l'emploi".
Dur dur ...

je pense que pour rendre le projet attrayant et pour savoir exactement qu'elles sont les notions théoriques nécessaires , il faudrait présenter le sujet sous forme de questions/réponses qui correspondent à des cas concrets. Ces Q&R attireraient tout de suite l'attention de ceux qui veulent connaitre la résponse. On donnerait en dessous la réponse en quelques lignes (Si le lecteur en a besoin il ira lire la théorie; certains se contenteront de la réponse car ils seront déjà satisfait). De là les notions théoriques à connaitre seront plus facile à identifier et pourraient être rédigées dans un cadre bien défini.

ChP · 23-10-2009 19:15:24

Beau projet que tu t'es fixé là, mais bien difficile à mon sens car la vulgarisation, ce n'est pas simple. Je te souhaite beaucoup de courage.

Quelques petites remarques (pas des critiques) sur ton ébauche :

pierrot22 a écrit :

... où phi = 75W (à remettre en joules/sec pour être en unité SI), ...

le Watt est une unité SI dérivée, il s"exprime en J.s-¹ ou mieux en kg.m².s-³ si on veut n'utiliser que les unités de base (le Joule étant lui-même une unité dérivée).

pierrot22 a écrit :

... des pros qui savent que telle charge = telle température. ...

Ceci n'est qu'une approximation.

pierrot22 a écrit :

... Par exemple, si on plonge un glaçon dans le pastis, le pastis se refroidit par convection : c'est les mouvements du pastis (dus à la différence de température entre le pastis au contact du glaçon, et celui du reste du verre), qui font que le contenu du verre se refroidit rapidement. ...

Cet exemple met plutôt en valeur le changement d'état (glace vers eau) que le convection. Il faudrait que tu parles de la convection forcée (le vent).

pierrot22 a écrit :

double toit :
l'air intérieur donne par convection de la chaleur au tissu intérieur, elle passe à travers le tissu intérieur par conduction, puis par convection dans la couche d'air entre le double toit et la tente intérieure, ...

déjà dit plus haut pour le toit intérieur.

pierrot22 a écrit :

... Par exemple, par une structure de type cloisonnée, voire par l'ajout d'une très fine couche de tissu au milieu entre le double toit et la chambre ...

Là, on n'est plus dans la vulgarisation, mais dans l'exploration.

pierrot22 a écrit :

... ça évite juste de windchill ...

Je parlerais plutôt de refroidissement avec le vent. Le windchill en est une application particulière et bien précise.

Comme d'autres l'ont dit, l'emploi de formules, aussi simples soit-elles, peut poser des problèmes à ceux qui n'ont jamais eu à s'y confronter. AMHA, dans une vulgarisation, leur emploi ne doit pas servir à étayer la démonstration, mais être un petit plus.

C'est vrai que des visuels (des petits Mickeys quoi ) aideraient bien.

Cordialement.

Pierre

Bison · 23-10-2009 19:15:34

Bonjour,

Olivier a écrit :

Le nom utilisé en pédagogie pour "chaleur" est d'ailleurs le "transfert thermique".

Ah, la pédagogie moderne!
Un flux de chaleur = un flux de transfert thermique?
En échangeur de chaleur = un échangeur de transfert thermique?

Je ne voulais surtout pas être absolument rigoureux ...

Tu crois qu'un lecteur "littéraire" mais attentif va mieux piger le truc, qu'il va mieux pouvoir visualiser tout ça, si on emploie des termes savants au lieu des termes de tous les jours?
Il aura fallu bien longtemps aux penseurs pour faire le distingo entre énergie et transfert d'énergie.
Pour passer d'une notion intuitive mais cependant opérationnelle à une notion plus nuancée (mais fort peu opérationnelle, amha) ...

Mais le lecteur lambda a quant à lui une notion intuitive de chaleur. Il sait que des calories, cela sort par les fenêtres, c'est emporté par des courants d'air, cela traverse les murs peu épais et qu'en fin de compte il fait frisquet dans la maison!

Il sait que la combustion du pétrole, dans la chaudière, fournit de la chaleur à l'eau du chauffage central et comprend que "chauffer = fournir des calories".

L'énergie, par contre, c'est déjà une sacrée abstraction.
On en parle à tort et à travers ... cela rappelle souvent des mauvais souvenirs scolaires ...
Je préfèrerais "gisser" sur ce terme.
Entre le joule et la calorie, quelle est l'unité que le grand public connait le mieux?

On pourrait cependant faire quelques belles analogies :

"Il est plein d'énergie ce garçon"
=
"Il s'agite dans tous les sens"

et aussi :

"Il s'épuise ainsi à bousculer ses voisins"
=
"Il fournit des calories à son voisinage" ...

Bon, je ne vous dirai pas quel personnage croisé il y a longtemps m'a fourni l'inspiration pour ces analogies !

PS :
1. Rien n'empêche de définir la chaleur comme l'énergie "thermique", c'est-à dire l'énergie que possèdent les molécules du fait de leur agitation désordonnée. Quitte à parler d'abord de vitesses et de vibrations. A parler du monde moléculaire comme d'une foule en délire ...

2. Rien n'empêche de dire aussi que cette agitation se propage par contact ... que les molécules les plus agitées sont les plus "chaudes" et qu'elle peuvent cèder un peu de leur agitation à leur voisine. Échange d'agitation = échange d'énergie au niveau "mouvement désordonne" = échange de chaleur du chaud vers le froid etc ...

3. Je n'ai jamais dit - bien au contraire - qu'il ne fallait pas commencer par quelques définitions, quitte à les imager un peu.
Du moment que ces définitions sont utiles et utilisables pour comprendre la suite ...

Bison · 23-10-2009 19:18:45

Bonjour DBL,

Excellente voie ...

FAQ sur les échanges thermiques et sur la condensation?

oli_v_ier · 23-10-2009 20:05:18

Bison a écrit :

Tu crois qu'un lecteur "littéraire" mais attentif va mieux piger le truc, qu'il va mieux pouvoir visualiser tout ça, si on emploie des termes savants au lieu des termes de tous les jours?
Il aura fallu bien longtemps aux penseurs pour faire le distingo entre énergie et transfert d'énergie.
Pour passer d'une notion intuitive mais cependant opérationnelle à une notion plus nuancée (mais fort peu opérationnelle, amha) ...

Bison, toi qui connaît l'importance de l'expérience: oui, par expérience je peux te dire qu'il va mieux piger. C'est un peu mon métier . "Termes savants", tu exagères. De toute façon je ne disais pas de ne plus utiliser le terme "chaleur", mais de l'utiliser à bon escient.
"Peu opérationnelle", ça aussi c'est lancé sans aucun argument.

Bison a écrit :

Olivier a écrit :
Le nom utilisé en pédagogie pour "chaleur" est d'ailleurs le "transfert thermique".
Ah, la pédagogie moderne!
Un flux de chaleur = un flux de transfert thermique?
En échangeur de chaleur = un échangeur de transfert thermique?

Merci de citer des expressions qui n'ont aucun sens. Si je te disais "flux de travail" et "échange de travail", tu trouveras ça correct ? Alors un minimum de cohérence, ça aide à comprendre .

Bison a écrit :

Mais le lecteur lambda a quant à lui une notion intuitive de chaleur. Il sait que des calories, cela sort par les fenêtres, c'est emporté par des courants d'air, cela traverse les murs peu épais et qu'en fin de compte il fait frisquet dans la maison!

Ben voilà, tu vois que tu n'es pas obligé d'utiliser "chaleur" !

Bison a écrit :

Il sait que la combustion du pétrole, dans la chaudière, fournit de la chaleur à l'eau du chauffage central et comprend que "chauffer = fournir des calories".
L'énergie, par contre, c'est déjà une sacrée abstraction.

Pourtant quand tu dis "fournir des calories", tu ne fais rien d'autre que dire "fournir de l'énergie" .

Bison · 24-10-2009 00:19:34

Bon, je vais arrêter de radoter ...

pierrot22 · 24-10-2009 02:06:18

oulala, y'a du taf, merci de toutes vos réactions. Ce week-end je suis en vadrouille, je regarderai plus précisément en rentrant. Je réponds aux trucs qui m'ont sauté aux yeux, mais tout sera bien pris en compte

ChP

au sujet des watts : bien sur, ch'ais pas ce qui m'a pris !

c'est de l'exploration : exact, cette phrase était à sa place dans l'histoire de la tente, mais inutile ici

exemples et illustrations : je pense que l'exemple le plus simple à comprendre pour chaque phénomène sera mis en intro du paragraphe et non en illustration. Commencer par dire "avec les mains" (je parlais déjà avec les mains avant de vivre en Italie alors forcément ) ce qui se passe, expliquer ensuite plus pécisément les paramètres qui influent, dans quel sens ils influent, pour à la fin en ariver à la formule.

Un peu l'idée des Q&R de DBL, en plus facile à aborder pour le "prof". Construire un échange de questions-réponses qui permettent de balayer le sujet n'est pas évident, mais je vais voir ce que ça peut donner.

les ptits mickey : j'essayerai d'y penser

Pour les problèmes d'imprésision du vocabulaire : le souci c'est que j'ai compris le "comment ça marche", mais je e maitrise pas toutes les subtilités. J'essayerai de me renseigner mieux sur les mots pour les utiliser correctement.

Je vais commencer à réfléchir à un plan. Ce que j'ai cité n'est qu'un méchant copier-coller d'une explication écrite en 1/2h, je pense que je vais repartir de zéro plutot. Mais c'est sympa de pointer les défauts de ce brouillon, a me permettra de les éviter dans le suivant.

olivier :
remplacer "chaleur" par "calories", c'est comme remplacer "masse" par "Kg" : à utiliser avec précaution (et ses cousins Parcimonie et Discernement aussi comme dirait mon papi).
Mais je suis d'accord avec vous, les calories sont quelque chose de plus "tactile", les MULs ont souvent l'habitude de jongler avec les calories de leur alimentation (sans forcément savoir ce que ça représente c'est vrai). Et mon utilisation du mot "chaleur" n'est pas toujours adéquate.

L'évaporation n'est pas un mode de transfert thermique : exact, mais vu son importance dans l'enjeu "ne pas avoir froid", je pense aue je ne peux pas ne pas en parler. D'où le petit passage prévu sur les changements de phase.

J'vais zieuter la condensation, je l'ai pas encore lu celui-ci.

Jacques-Ducros : j'vais zieuter aussi.

Bison :

oui ça sera APN, c'est comme ça que j'insère les figures dans mes cours que je tape a l'ordi. Pas super propre, mais ça ca encore.

le gradient thermique ça me parait indispensable pour comprendre ce qui se passe "en vrai" dans le matériau. A expliquer avec les mains pour pas que ça soit trop abstrait.

Ton analogie avec les p'tits bonshommes qui se cognent dedans me plait bien merci de l'idée:) . Ca sera efficace pour expliquer le gradient thermique et la convection de manière assez intuitive. Pis Pierre veut des Mickey alors comme ça tout le monde est content

[HS]Pfiou, je suis sur le PC d'un copain, c'est sportif le clavier Italien (un "quasi-qwerty") quand on est pas habitué[/HS]

Vaer_dig_selv · 25-10-2009 10:52:45

La vulgarisation, ça n'est pas de la tarte...

Voici deux semaines, nous avions eu un échange assez désabusé sur fr.sci.physique (groupe Usenet), entre trois vulgarisateurs, Didier, Fabrice et moi-même.
Conclusions : il est indispensable qu'il y a ait des profanes engagés dans la rédaction.
L'expert ne peut jamais soupçonner les folklores ahurissants qui traînent dans l'entendement des élèves ou du grand public. En L.E.P. j'avais des élèves de B.E.P. dont les notions de chimie se bornaient à la kryptonite (vous savez, le truc que Superman, l'homme volant, redoute...), quoi qu'on fasse en classe. On a eu des Bac Pro de 22 ans, dont plus d'un tiers se prenaient les pieds dans le tapis, pour le périmètre du rectangle. Et on était à la veille des épreuves du Bac...

De nous trois, Didier est celui qui a fait le plus gros travail de vulgarisation, en physique assez fondamentale, et le plus atterré quand il a fait des vérifications de lecture auprès de gens disposant déjà d'un bagage en études supérieures : "Soit ils disent ne pas avoir compris un mot, soit ils croient avoir compris, en ce sens que quand je leur explique lapins bruns, ils ont compris vaches bleues.".

Conclusion pratique provisoire :
Grosse architecture par questions formulées façon grand public. Ne pas négliger la physique folklorique qui traîne dans la plupart des têtes, il faut la défaire point par point. "C'est un corps à corps" confiait avec amertume un prof de collège, mon épouse. En effet, même galopin, le profane ne tolère pas de perdre la position supérieure devant l'expert.

Dernière modification par Vaer_dig_selv (26-10-2009 11:12:40)

pierrot22 · 25-10-2009 23:06:25

Physique folklorique, c'est pas ma spécialité . Pour la chaleur, j'en connais une bien bonne qui date de l'époque où je jouais avec le refroidissement des ordis : la couverture de survie, si on la met à l'envers, laisse rentrer le froid mais pas le chaud. C'est-à-dire que si on la mets à l'envers dans un boitier d'ordi, elle laisse rentrer le froid de la pièce pour refroidir l'intérieur de la tour. Et ça a eu l'air de choquer personne comme raisonnement.
Si t'en as d'autres exemples, je suis preneur.

Basi · 25-10-2009 23:32:55

pierrot22 a écrit :

la couverture de survie, si on la met à l'envers, laisse rentrer le froid mais pas le chaud. C'est-à-dire que si on la mets à l'envers dans un boitier d'ordi, elle laisse rentrer le froid de la pièce pour refroidir l'intérieur de la tour.

Désolée de m'introduire dans la discussion, mes souvenirs de transferts thermiques sont vieux et un peu flou, mais il me semblait que la chaleur se déplaçait toujours du chaud vers le froid...

Vaer_dig_selv · 26-10-2009 00:05:04

- Mon disque dur ne fonctionne plus depuis que de la boucane s'en est échappée.
- Ah oui, c'est le nouveau modèle, qui fonctionne à la boucane. Il faut remettre de la boucane dedans.

"Boucane" en québécois, c'est la fumée de ce côté-ci de la Mare aux Harengs.
Du français du 18e siècle, il nous reste les boucaniers, et la viande boucanée.

- Si votre disque a fumé, alors il est mort, et il faut en racheter un autre.
- Mais je suis sûr qu'il existe une commande MS-DOS "NOSMOKE" !
Quelques jours plus tard :
- J'ai appelé Microsoft, et ils m'ont dit que mon disque n'est pas compatible avec la commande NOSMOKE.
- Donc finalement, vous rachetez un nouveau disque ?

pierrot22 · 29-10-2009 16:09:25

Basi : oui bien sûr, c'était un exemple de phrase complètement incorrecte mais que j'ai lue pour de vrai, écrite par quelqu'un qui croyait dur comme fer à son histoire de couverture de survie dans l'ordi...

Jacques : c'est digne de bashfr ce genre de discussion improbable

Bon j'ai eu quelques problèmes d'ordi (mon disque dur a pas fait de boucane, mais c'est pas passé loin), je vais essayer d'avancer sur le sujet ce week-end.

pierrot22 · 14-11-2009 13:21:42

Bon, j'ai dû annuler ma rando du week-end pour raisons logistiques... Oublié ma carte à l'appart, rendu compte dans le train, le temps de rentrer c'était trop tard pour repartir. Du coup, je me suis vengé sur le tuto : 4h non stop. Ca commence à ressembler à quelque chose, hésitez pas à me dire ce que vous en pensez, ne ménagez pas les critiques

http://cid-c4dba855bc51bd9e.skydrive.li … L^_0b1.pdf

dolgan · 11-03-2015 22:03:58

up !!!!

La partie 3 est traitée sur la page Thermodynamique de l'eau. reste les 2 autres.

Le forum de la randonnée légère ou ultra-légère !

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