Enseignement scientifique • 1ère

Transferts thermiques internes et externes

Modes de transfert thermique
\( \Phi = hS(T_s - T_\infty) \)
Loi de Newton pour convection
Définition:
Les transferts thermiques sont les échanges d'énergie thermique entre le corps humain et son environnement, assurant la régulation de la température corporelle autour de 37°C.
Bilan thermique:
\( \Delta Q = Q_{métabolique} - Q_{perdu} \)
±50-100 W en condition normale
Production métabolique:
Repos: ~70 W/m²
Exercice: jusqu'à 1000 W/m²
Transferts externes
🔥
Conduction: contact direct (1-3%)
💨
Convection: air/sang (15-30%)
☀️
Rayonnement: IR (40-60%)
💧
Évaporation: sueur (10-25%)
Formules importantes
Loi de Fourier:
\( \phi = -\lambda \frac{dT}{dx} \)
Conduction thermique
Rayonnement (Stefan-Boltzmann):
\( P = \sigma \epsilon S (T^4 - T_{ext}^4) \)
Méthodes & Adaptations
📊
Mesurer flux thermiques
🔄
Analyser bilans thermiques
🔍
Identifier mécanismes de régulation
🌍
Comprendre adaptations environnementales
💡
Relier température à fonctionnement
Données clés
Conditions extrêmes:
Chaleur: hyperthermie >42°C
Froid: hypothermie <35°C
Tolérance: ±2-3°C
Mécanismes de régulation:
Vasodilatation/vasoconstriction
Sudation/frisson
Comportement thermique
Capacité calorifique:
Corps humain: ~3.5 J/g/K
Temps de réponse: quelques minutes
Le bilan thermique du corps humain Le Soleil, notre source d'énergie