Verrouillage — Cned PC séq. 7

Ordre de travail conseillé : partie 1 → 2 → 3, chaque activité faite au brouillon avant son corrigé, puis les « Retenir », la carte mentale à compléter (après la vidéo de synthèse), « Pour s’entraîner » (corrigé fermé, 4 h), l’ECE « Chauffage et isolation », la page blanche. Le bilan thermique terrestre (activité 3 de la partie 3) n’est pas exigible à l’écrit.

▶

N1 · 🎈 Partie 1 — Le modèle du gaz parfait

Partie 1 : activités 1 et 2 + « Retenir »

0/6

⬜

Les quatre lois historiques

~8 min

📊 COURS CNED
Mariotte : P × V = cte (n, T fixés) ; Charles : V/T = cte (n, P fixés) ; Gay-Lussac : P/T = cte (n, V fixés) ; Avogadro : V/n = cte (P, T fixés).

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (question 1, tableau à relier) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Confondre Charles (V/T, à P fixée) et Gay-Lussac (P/T, à V fixé).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Reconnaître la loi qui s’applique quand deux grandeurs sont fixées.

⬜

L’équation d’état PV = nRT

~10 min

📊 COURS CNED
P × V = n × R × T, R = 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹ ; P en Pa, V en m³, n en mol, T en K.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (question 2) et activité 2 + corrigés.

⚠️ PIÈGE
Laisser V en litres ou T en °C dans PV = nRT.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calcul de n, V, P ou T ; vérification d’unités.

⬜

Pression : définition et unités

~8 min

📊 COURS CNED
P = F/S, 1 Pa = 1 N/m² ; 1 bar = 10⁵ Pa, 1 atm = 1,013 × 10⁵ Pa, 1 mmHg = 133,3 Pa ; Mont-Blanc 5,500 × 10⁴ Pa ; Everest ≈ 234 mmHg.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (§ I, questions 1 et 2) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Le corrigé divise par 133 et écrit 235 mmHg : avec 133,3 on trouve 234.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Conversions de pression dans un exercice.

⬜

Volume, température, zéro absolu

~8 min

📊 COURS CNED
1 m³ = 1 000 L, 5 L = 5 × 10⁻³ m³ ; T(K) = θ(°C) + 273,15 ; 0 K = −273,15 °C : agitation nulle ; un écart a la même valeur en K et en °C.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (questions 3 et 5) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Écrire 5 L = 0,5 m³ ou 0,05 m³.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Questions vrai/faux sur la température thermodynamique.

⬜

Applications, volume molaire, masse volumique

~12 min

📊 COURS CNED
Chips : n ≈ 6,7 × 10⁻² mol ; Everest : V′ ≈ 4,9 L ; Vm = V/n = RT/P ≈ 22,4 L/mol (0 °C, 1 atm), indépendant du gaz ; ρ = M/Vm : butane ≈ 2,59 kg/m³.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (questions 6 à 12) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Croire que la masse volumique ne dépend pas du gaz (elle dépend de M).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Exploiter Vm et ρ dans un problème.

⬜

Le modèle et ses limites

~8 min

📊 COURS CNED
Particules sans interaction (hors chocs élastiques) et de volume négligeable ; valable à faible pression ; à forte pression : écarts puis liquéfaction.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (questions 3 à 6, graphique PV = f(P)) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Dire que les particules « se cassent » à forte pression : c’est une liquéfaction.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Justifier la validité du modèle.

▶

N2 · ⚡ Partie 2 — Énergie interne et premier principe

Partie 2 : activités 1 et 2 + « Retenir »

0/5

⬜

Énergie mécanique et énergie interne

~8 min

📊 COURS CNED
E totale = Em + U ; U = Ec micro (agitation thermique) + Ep micro ; on ne calcule que ΔU = U_f − U_i.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (§ I et II) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Croire qu’un système immobile n’a pas d’énergie : il a une énergie interne.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Distinguer macro et micro dans un bilan.

⬜

Énergies potentielles microscopiques

~8 min

📊 COURS CNED
Changement de phase (liaisons intermoléculaires), réaction chimique (intramoléculaires), réaction nucléaire ; palier de fusion : T constante mais U augmente.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (questions 5 à 11, glaçon, ragoût, butane) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Penser que U est constante quand T est constante.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Interpréter une courbe d’échauffement avec palier.

⬜

L’expérience de Joule

~6 min

📊 COURS CNED
Masse qui descend ⇒ pales ⇒ eau chauffée ; départ : Epp = m g z = 20,0 × 9,81 × 2,00 ≈ 392 J ; arrivée : énergie interne de l’eau.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (questions 1 à 4) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Le corrigé surligne « énergie cinétique » et « m c² » : c’est l’énergie potentielle de pesanteur.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Conversion d’énergie mécanique en énergie interne.

⬜

Le premier principe ΔU = W + Q

~12 min

📊 COURS CNED
Système fermé : ΔU = W + Q ; positifs si reçus ; isolé : ΔU = 0 ; isolé thermiquement : Q = 0 et ΔU = W.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (questions 1 à 4) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
« Isolé thermiquement » ≠ température constante (charbon brûlé en bouteille fermée).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Bilan d’énergie avec signes.

⬜

Travaux et transfert thermique

~8 min

📊 COURS CNED
Travaux de pression, de frottement (mécaniques) et électrique ; transfert thermique du chaud vers le froid, jusqu’à l’équilibre thermique, irréversible.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (questions 5 à 8, trois bacs d’eau) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Croire que la main « mesure » une température : elle sent un transfert.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Identifier W et Q dans une situation.

▶

N3 · 🔥 Partie 2 — Capacité thermique

Partie 2 : activité 3 + « Retenir »

0/3

⬜

ΔU = C × ΔT

~10 min

📊 COURS CNED
ΔU = C × ΔT, C en J·K⁻¹ ; Joule : C ≈ 2,1 × 10³ J/K ; valable pour un corps condensé (pas pour un gaz).

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 3 (§ I, questions 1 à 8) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Choisir le graphique ΔT = f(ΔU) ou ΔU = f(L) au lieu de ΔU = f(ΔT).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calcul de C, de ΔT ou de ΔU.

⬜

C = m × c

~8 min

📊 COURS CNED
C = m × c, c en J·K⁻¹·kg⁻¹ ; eau ≈ 4,2 × 10³ (tabulée 4 185) ; cuivre 385 ; fer 444 ; protocole moderne par chauffage électrique.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 3 (§ II, questions 9 à 13, droite C du graphique) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Confondre C (J/K) et c (J·K⁻¹·kg⁻¹).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Choisir la bonne droite, calculer c.

⬜

Trois prévisions

~14 min

📊 COURS CNED
Radiateur : 8,64 × 10⁶ J ⇒ ΔT = 22,0 K ⇒ 36 °C ; pâtes : 7,0 × 10⁵ J ⇒ ≈ 2,3 × 10² s ; cuivre-fer isolé : ΔU_Cu = −ΔU_Fe ⇒ 183 °C.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 3 (§ III, questions 14 à 20) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Ajouter ΔT à une température en K et la donner en °C sans conversion (ici ΔT en K = ΔT en °C).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Bilan d’énergie complet.

▶

N4 · 🌡️ Partie 3 — Transferts thermiques

Partie 3 : activités 1 à 3 + « Retenir »

0/7

⬜

Trois modes de transfert

~10 min

📊 COURS CNED
Conduction : de proche en proche, sans déplacement de matière ; convection : mouvements d’un fluide ; rayonnement : ondes électromagnétiques, même dans le vide.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (questions 1 à 5, 8 et 9) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Dire qu’il y a convection dans un solide.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Classer des situations de la vie courante.

⬜

Convection naturelle et forcée

~6 min

📊 COURS CNED
Naturelle : due à la gravité (fluide froid plus dense qui descend) ; forcée : action extérieure (souffle, ventilateur).

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 1 (questions 6 et 7, tasse de thé) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Inverser l’ordre des étapes de la boucle de convection.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Expliquer un refroidissement.

⬜

Flux et résistance thermique

~12 min

📊 COURS CNED
φ = Q/Δt en W ; φ = ΔT/Rth, Rth en K/W ; Rth = e/(S λ) (donnée) ; plus Rth est grande, plus φ est petit.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (questions 1 à 10) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Écrire φ = Rth × ΔT ; oublier que Rth est donnée et qu’il faut seulement savoir l’utiliser.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Calcul de flux à travers une paroi.

⬜

Résistances en série

~10 min

📊 COURS CNED
Vitre : Rth ≈ 6,7 × 10⁻³ K/W ; avec les couches d’air (0,030 et 0,098) : φ ≈ 1,7 × 10² W ; les résistances s’additionnent.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 2 (questions 11 et 12) + corrigé ; « Retenir » (sensation de froid, conductivités).

⚠️ PIÈGE
La seconde couche d’air est notée « R_{th ext} » au lieu de R_{th int} ; verre : λ = 1,2 dans l’activité, 0,2 dans le tableau.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Isolation d’un mur ou d’une fenêtre.

⬜

Loi de Newton et équation différentielle

~12 min

📊 COURS CNED
φ = h S ΔT ; dU = C dT = −φ dt ⇒ dT/dt = −r (T − T_th), r = hS/C en s⁻¹.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
COUCHE VIDE — déclarée pas d’activité ni de vidéo dans le dossier pour ce point (vidéo de synthèse de 4 min 43 s sur la plateforme) : la couche est remplacée par le « Retenir » du cours.

⚠️ PIÈGE
Confondre dT (variation élémentaire) et ΔT (écart avec le thermostat) ; oublier le signe moins.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Établir l’équation différentielle (bac).

⬜

Solution et temps caractéristique

~10 min

📊 COURS CNED
T(t) = (T_ini − T_th) e^−rt + T_th ; τ = 1/r = C/(hS) ; à τ, 63 % de l’évolution ; h = C/(τ S).

⚠️ PIÈGE
Croire que T atteint T_th en un temps fini.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Trouver les constantes, exploiter τ sur un graphique.

⬜

Bilan terrestre (non exigible)

~8 min

📊 COURS CNED
P_surf = σ ε T⁴ (donnée, T en K) ; albédo ≈ 0,30 ; sans atmosphère 254 K (−19 °C), avec 288 K (15 °C) : effet de serre.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : activité 3 (bilan thermique terrestre) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Utiliser T en °C dans σT⁴ (ce n’est pas un écart).

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Non exigible à l’écrit ; utile pour l’enseignement scientifique.

▶

N5 · 🏋️ S’entraîner, ECE, méthode

« Pour s’entraîner » + corrigé, ECE 6 + corrigé

0/4

⬜

Montgolfière et plongeur

~14 min

📊 COURS CNED
Montgolfière : 2,69 × 10³ kg d’air déplacé > 2,16 × 10³ + 500 kg (marge ≈ 26 kg) ; plongeur : R = 0,12 K/W, φ ≈ 1,9 × 10² W, hypothermie en ≈ 3,4 × 10³ s.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : s’entraîner (exercices 1 et 2) + corrigé, corrigé fermé.

⚠️ PIÈGE
Oublier de convertir 85,0 °C en K, ou e en m.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Exercice de bac complet.

⬜

Mars et le rôti

~14 min

📊 COURS CNED
Mars : 1,1 × 10² W/m² absorbés ⇒ ≈ −63 °C ; il faudrait +255 % pour 15 °C ; rôti : C ≈ 3,6 × 10³ J/K, T(2 h) ≈ 23 °C > 21 °C ⇒ norme non respectée.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : s’entraîner (exercices 3 et 4) + corrigé.

⚠️ PIÈGE
Le corrigé écrit 3,56 pour 391/110 = 3,55.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Loi de Newton appliquée : exercice type bac.

⬜

ECE « Chauffage et isolation »

~10 min

📊 COURS CNED
Modéliser T − T_amb par a e^−t/τ ; τ fer ≈ 27,2 min, terre ≈ 39,2 min ; λ/e : 8,0 × 10⁴ et 325 W·m⁻²·K⁻¹.

🎙️ ORAL / ACTIVITÉ
Activité du Cned : ECE 6 + corrigé (labWeb, deux fichiers de mesures).

⚠️ PIÈGE
Changer de tasse sans laisser la sonde se stabiliser.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Épreuve d’ECE.

⬜

Méthode du bilan d’énergie

~6 min

📊 COURS CNED
Système ; échanges W et Q avec leur sens ; ΔU = W + Q (et C ΔT) ; unités SI ; commentaire et limites du modèle.

⚠️ PIÈGE
Oublier de définir le système avant d’écrire le bilan.

📝 TOMBE AU BAC / À L’ECE
Toute question de thermodynamique.

✅ Critères de verrouillage de la séquence 7

1 · J’applique PV = nRT en unités SI, je convertis pressions, volumes et températures, je calcule Vm et ρ, et je dis quand le modèle cesse de valoir.

2 · Je distingue énergie mécanique et énergie interne, agitation thermique et énergie potentielle microscopique.

3 · J’écris ΔU = W + Q avec les bons signes pour un système fermé, isolé ou isolé thermiquement, et je reconnais les travaux.

4 · J’utilise ΔU = C ΔT = m c ΔT pour prévoir une température, une durée ou une température d’équilibre.

5 · Je reconnais les trois modes de transfert, je calcule un flux avec φ = ΔT/Rth et des résistances en série.

6 · J’établis seul l’équation différentielle de Newton, sa solution et τ = C/(hS) · je refais « Pour s’entraîner » · page blanche ≥ 85 % deux jours différents.