Le document aborde les modes de transmission de chaleur par conduction et les concepts de flux de chaleur et d'équilibre thermique. Il présente un exercice de calcul impliquant un mélange de pétrole et d'eau, aboutissant à une température finale de 23.66°C et une variation d'entropie totale positive. Le document traite également de la fusion de glace et de la variation d'entropie de l'univers, calculée à 151 j/k.

1. Groupe: IEX 03
Correction EMD 2 : TTC
Questions de cours: 5 pts =1x5
1- les deux modes de transmission de la chaleur par conduction:
- Par transmission de vibrations moléculaires.
- A travers les électrons libres.
2- Vrai: la conduction peut s'effectuer dans les liquides et les gaz.
3- Pour un régime permanent les grandeurs physiques (comme la température) ne dépendent pas
du temps (Régime stationnaire).
4- Le flux de chaleur est la quantité de chaleur qui traverse une surface par unité de temps. L'unité
du flux de chaleur est le Watt (W).
5- (W/m2
).
Exercice 1:
On mélange m1=0,5 Kg de pétrole: θ1= 77°C; c1=2,1 J/g.K.
Avec m2=2 Kg d'eau: θ2= 17°C; c2=2,1 J/g.K.
1.1 Détermination de la température finale: 1,5 Pts
A l'équilibre thermique ΔQ1(pétrole)+ΔQ2(eau)=0…0,5⇒ m1c1(θf- θ1)+ m2c2(θf- θ2)=0. …0,5
⇒ 1 1 1 2 2 2
1 1 2 2
f
m c m c
m c m c
θ θ
θ
+
=
+
;…0,5
θf=23.66°C
1.2 Calcul des variations d'entropie: 1,5 Pts
Pétrole: ΔS1= m1c1Ln(Tf/T1) ⇒ ΔS1=-173.6 J/K. …0,5
Eau: ΔS2= m2c2Ln(Tf/T2) ⇒ ΔS2=190.73J/K. …0,5
La variation d'entropie totale: ΔS= ΔS1+ΔS2 ⇒ ΔS= 17.13 J/K > 0…0,5
2.1 Le morceau de glace va fondre et se transformer en liquide pour atteindre finalement la même
température que le lac Tf=15°C.
2.2 Calcul de la variation d'entropie de la glace:0,5 Pts
0 1
1 1 0
0 0
ln( ) ln( ) ( température de fusion)f f
g g eau
i
T m L T
S m c m c T
T T T
∆ = + + … 0,5
gS∆ = 3071 J/K … 0,5
2.3 La variation d'entropie de l'univers: 2,5 Pts
u g lacS S S∆ = ∆ + ∆ ….0,5
Et puisque le lac est à température constance (source de chaleur) sa variation d'entropie:
ΔSlac=
lac
lac
Q
T
∆
…0,5 où lacQ∆ est la chaleur perdue par le lac au profit de la glace.
1 0 1 1 0( ) ( )lac g i f eau fQ m c T T m L m c T T ∆ = − − + + −  …0,5
lacQ∆ =
Et donc ΔSlac= …..0,5
Pour la variation d'entropie de l'univers on obtient:
ΔSu=151 J/K ….0,5