Mon grand oral de physique - maths

Ranganadane Jayaparakash T-02

Sujet Grand oral physique -maths sur lequel j’ai eu 20 sur 20

Tous les matins, nous avons l’habitude de prendre une boisson chaude et nous soufflons ou remuons dessus dans l’espoir de refroidir plus rapidement. Moi, personnellement, je prends du thé vert et je souffle dessus pour le refroidir et je me suis posée certaines questions : Quelle est l’interet de réaliser un tel geste ? As t’il une utilité ?

Ce sujet qui vous semble plutot anodin, permet en réalité de découvrir une variéte de connaissance à propos du monde de la physique et de mathématiques comme l’étude de la thermodynamique, des transferts d’énergie themique pour afin déterminer la méthode efficace et simple pour refroidir notre boisson chaude.

Pour y parvenir je vais donc m’intéresser à la question suivante :

Quelle est la méthode la plus efficace pour refroidir une boisson chaude : souffler ou remuer ? Puis quelles sont les lois mathématiques et physiques qui se cachent derrière cela ?

Tout d’abord je vais faire des rappels sur les lois physiques de refroidissement pour vous faciliter la compréhension. Il faut savoir qu’il en existe trois types de transfert thermiques :

Premièrement la conduction : un mécanisme de transfert thermique dans lequel l’énergie thermique est transmise par l’agitation des molécules. Elle se produit dans les solides liquides et gaz

Puis nous avons la convection : induit un déplacement global de la matière, l’energie thermique est transférée par mouvements macroscopiques des molécules seulement dans le liquide ou gaz. Ensuite, le rayonnement : L énergie thermique est transmise par des ondes électromagnétiques.

Lorsque nous soufflons notre boisson chaude, nous réalisons deux choses. De une nous renouvelons l’air humide présente juste au dessus de la surface de notre tasse et nous laissons l’espace pour que de nouvelles molécules s’évapore. Ce changement, de l’état gazeux à l’état liquide appelée vaporisation qui fait perdre de l’énergie thermique, ce qui permet de boire notre boisson rapidement mais seulement en surface du fluide.

Lorsque nous remuons, nous mélangeons le liquide. Ce mélange permet de transférer la chaleur de la tasse vers l'air ambiant en raison du contact entre un air froid et le fluide chaud et donc un transfert thermique. Ce qui peut accélérer légèrement le refroidissement du

. Donc, lorsque vous remuez votre tasse de thé, vous homogénéisez ainsi la température du liquide.

Deuxièmement nous devons comprendre que le taux de transfert thermique est directement liée à la différence de température, cela est prouvé par l’équation de la loi de refroidissement de Newton :

Phi = h.S(T-Te)

T est la température extérieure et Te:la température du fluide(notre boisson chaude)

La loi de refroidissement stipule que la vitesse de refroidissement d’un objet est proportionelle avec la différence de température de l’objet et son environnement. Plus cette différence est grande, plus la valeur de Phi est grande. D’ailleurs, c’est pour cela une glace fond plus rapide en été qu’en hiver.

Pour vous prouver que souffler ou rémuer a un intérêt et pour afin comparer ces deux méthodes je vais vous parler de l’expérience que j’ai aussi réalisé moi meme :

Préparer le café (ou toute autre boisson chaude selon nos préférences) Placer un thermomètre dans chaque tasse

Puis verser une part égale de café dans chacune des trois tasses (80 mL de café dans chaque tasse en ce qui me concerne)et rélever la température initiale du café dans les 3 tasses.

thé, c’est ce contact sans

cesse renouvelé entre un air froid et les différentes particules chaudes qui sont remontés en surface

du fluide

Puis j’ai commencer à :

souffler régulièrement dans

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