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Deux corps au contact arrivent-ils toujours à la moyenne de leurs températures ?
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À toi de manipuler
L’expérience interactive se prépare. Les explications restent accessibles plus bas.
C₁ = m₁c₁ ; C₂ = m₂c₂ ; Téquilibre = (C₁T₁,₀ + C₂T₂,₀)/(C₁ + C₂) ; Q₁ + Q₂ = 0 ; P = G(T₁ − T₂).
Deux corps à température uniforme, isolés de l’extérieur, sans changement d’état ni travail. Capacités massiques constantes. Flux entre eux P = G(TA − TB), avec G constant. La simulation va de 0 à 90 °C et n’est pas un protocole de manipulation d’objets chauds.
A : pointillés turquoise. B : trait plein doré. Le curseur vertical suit le temps simulé.
Garde un premier essai, change une donnée, puis garde le second.
Construire une expérience
Choisis la grandeur à faire varier, garde les autres conditions constantes et confronte plusieurs essais. Les résultats sont calculés par le même modèle que la scène.
Du modèle au réel
Importe un tableau, pointe une vidéo sur cet appareil et compare les résultats au modèle. Prépare ensuite un compte rendu avec tes graphiques et ta conclusion.
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Relier ce que tu vois à ce qui l’explique
Un corps chaud cède de l’énergie à un corps plus froid. La température d’équilibre dépend de la quantité de matière et de sa capacité à stocker de l’énergie lorsque sa température change. Mets deux corps en contact et suis les échanges.
La température indique un état thermique ; elle ne donne pas à elle seule une quantité d’énergie interne. Pour un corps décrit par une capacité massique constante c, une variation de température ΔT correspond à une variation d’énergie mcΔT. Au contact, l’énergie transférée de A vers B est perdue par A et gagnée par B. Dans un ensemble isolé, leur somme vaut zéro. À l’équilibre, la température commune est donc une moyenne pondérée par les capacités thermiques C = mc. Si les capacités sont égales, elle devient la moyenne simple. La conductance G règle la rapidité de l’échange, sans modifier cet équilibre. Le modèle suppose chaque corps homogène en température ; il ne représente pas les gradients internes ou les changements d’état.
Un corps à 60 °C ne contient pas nécessairement plus d’énergie interne qu’un corps à 20 °C : la masse, la matière, l’état et la référence énergétique interviennent. Ici on calcule des variations d’énergie, pas une énergie interne absolue.
Deux corps à température uniforme, isolés de l’extérieur, sans changement d’état ni travail. Capacités massiques constantes. Flux entre eux P = G(TA − TB), avec G constant. La simulation va de 0 à 90 °C et n’est pas un protocole de manipulation d’objets chauds.
Les nombres affichés sont des résultats calculés à partir de ces hypothèses. Ils ne sont pas des mesures réalisées sur un objet réel.
Les questions à explorer
Lire le signe d’un transfert et le sens du flux thermique.
Avant de commencer : Comparer deux températures et lire le signe d’une variation.
Compare A initialement à 80 °C puis à 10 °C, avec B à 20 °C. Lis les températures et les signes de Q.
Le signe de TA − TB fixe le sens du flux P. A cède de l’énergie si cette différence est positive ; il en reçoit si elle est négative. Le signe de Q₁ permet de vérifier cette lecture.
Pondérer les températures par les capacités thermiques.
Avant de commencer : Utiliser la capacité thermique C = mc et une moyenne pondérée.
Compare masses chaudes 1 kg et 2 kg, toutes les autres conditions identiques.
Avec deux capacités égales, l’équilibre vaut 50 °C. Doubler la capacité du corps à 80 °C conduit à (2 × 80 + 20)/3 = 60 °C. Le bilan d’énergie impose une moyenne pondérée.
Vérifier le bilan énergétique de deux corps isolés.
Avant de commencer : Additionner deux variations d’énergie avec leur signe.
Observe à 100 s puis à 500 s. Compare Q₁, Q₂ et leur somme.
Q₁ et Q₂ ont des signes opposés : ce que A cède est gagné par B. Leur somme reste nulle à tout instant, et pas seulement à l’équilibre.
Séparer durée de l’échange et température finale.
Avant de commencer : Distinguer la température finale et la durée nécessaire pour s’en approcher.
Compare G = 10 puis 40 W/K au même instant. Lis aussi l’équilibre prévu.
Le bilan final dépend des capacités et des températures initiales. La conductance intervient dans la durée caractéristique τ = 1/[G(1/C₁ + 1/C₂)]. Multiplier G par quatre divise τ par quatre.
Dimensionner un contact thermique et vérifier un bilan.
Avant de commencer : Écrire un bilan d’énergie et isoler une masse dans une équation.
Conserve un premier essai puis règle la masse chaude pour Téquilibre = 40 °C à ± 0,2 °C. Choisis un temps où les températures diffèrent de moins de 1 °C.
Le bilan impose mchaud(80 − 40) = 1 × (40 − 20), d’où mchaud = 0,5 kg. Attendre rapproche les températures ; cela ne change pas l’équilibre prévu.
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Édition Maxdecours · références consultées le 1 novembre 2026. Questions, exemples et schémas originaux Maxdecours. Les modèles servent à étudier des relations physiques ; leur validité dépend des hypothèses indiquées.
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