Entraînement Intensif & Préparation aux Épreuves
Fiche de TD & Exercices
8 exercices gradués en contexte industriel avec corrigés complets étape par étape.
1
Niveau Bac Pro
Exercice 1 : Double Vitrage Isolant
Deux vitres de 4mm ($\lambda=1,0$) séparées par 16mm d'argon ($\lambda=0,016$). $R_{si}+R_{se}=0,17$.
Consignes :
- 1. Calculer $R_{tot}$ et $U$.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $R_v = 2 \times (0,004/1,0) = 0,008$. $R_{arg} = 0,016/0,016 = 1,00$. $R_{tot} = 0,17+0,008+1,00 = 1,178$. $U = 1/1,178 = 0,849\text{ W/(m²K)}$.
2
Niveau Bac Pro
Exercice 2 : Bilan Thermique d'une Chambre Froide
Surface $200\text{ m}^2$, $U = 0,15\text{ W/(m²K)}$, $T_{int} = -20^\circ\text{C}, T_{ext} = 30^\circ\text{C}$.
Consignes :
- 1. Calculer la puissance frigorifique $\Phi$.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $\Phi = 0,15 \times 200 \times (30 - (-20)) = 0,15 \times 200 \times 50 = 1500\text{ W} = 1,5\text{ kW}$.
3
Niveau Bac Pro
Exercice 3 : Loi de Wien & Soleil
Le soleil a une température de surface $T = 5800\text{ K}$.
Consignes :
- 1. Calculer $\lambda_{max}$.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $\lambda_{max} = 2,898 \times 10^{-3} / 5800 = 500\text{ nm}$ (Lumière verte/visible).
4
Niveau Bac Pro
Exercice 4 : Chauffe-Eau Électrique
Chauffer $200\text{ L}$ d'eau de $15^\circ\text{C}$ à $65^\circ\text{C}$ ($c=4185\text{ J/(kg·K)}$).
Consignes :
- 1. Calculer l'énergie $Q$ en kWh.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $Q = 200 \times 4185 \times 50 = 41850000\text{ J} = \frac{41850000}{3600000} \approx 11,625\text{ kWh}$.
5
Niveau Bac Pro
Exercice 5 : Calorifugeage de Tuyauterie
Tuyau de vapeur déperdant $500\text{ W/m}$ sans isolant, reduit à $40\text{ W/m}$ avec isolant.
Consignes :
- 1. Calculer l'économie sur 50m en 1 an.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $\Delta P = 460 \times 50 = 23000\text{ W} = 23\text{ kW}$. Économie $= 23 \times 8760\text{ h} = 201480\text{ kWh}$.
6
Niveau Bac Pro
Exercice 6 : Armoire Électrique d'Extérieur
Puissance dissipée par l'électronique $P = 450\text{ W}$. Surface armoire $S = 4\text{ m}^2$, $U = 2,5\text{ W/(m²K)}$.
Consignes :
- 1. Calculer l'élévation de température $\Delta T$.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $\Delta T = \Phi / (U \cdot S) = 450 / (2,5 \times 4) = 45^\circ\text{C}$.
7
Niveau Bac Pro
Exercice 7 : Toiture Végétalisée
Gain de résistance thermique $\Delta R = 1,5\text{ m}^2\cdot\text{K/W}$.
Consignes :
- 1. Impact sur le flux thermique.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : Diminue fortement le coefficient $U$ et absorbe le rayonnement solaire.
8
Niveau Bac Pro
Exercice 8 : Refroidissement d'un Bain d'Usinage
$m = 500\text{ kg}$ d'huile ($c=2000\text{ J/(kg·K)}$) refroidis de $80^\circ\text{C}$ à $30^\circ\text{C}$ en 30 min.
Consignes :
- 1. Calculer la puissance de refroidissement.
Corrigé Pas à Pas :
Q1 : $Q = 500 \times 2000 \times 50 = 50\text{ MJ}$. $\Phi = 50000000 / 1800 \approx 27,78\text{ kW}$.