Bilan thermique

Hugo Ruffier                1ère G3

Devoir d’enseignement scientifique

EXERCICE 1 : Le bilan thermique du corps humain

1.         Dans cette image, on peut observer différentes couleurs, représentant différentes température. Plus la température est basse, plus la couleur tend vers le bleu foncé, à l’inverse, plus la température est élevée et plus la couleur représentée tend vers le rouge foncé.

        Ici, on peut remarquer un individu qui court. Son corps semble plus chaud que le reste de l’image. Ce sont ses jambes et surtout ses mollets qui sont le plus chaud. En effet, le coureur utilise surtout ses mollets pour courir ce qui les sollicite plus que le reste du corps.

        Les muscles des jambes vont alors produire de l’énergie par une transformation chimique des nutriments. Une partie de cette énergie va donc permettre la contraction des muscles, mais une grande partie de cette énergie va être dissipée sous forme de chaleur.

2.         100g de frites → 312 kcal

         150g de steak haché →211 kcal × 150g / 100g = 316,5 kcal

Apport énergétique du plat → 312 + 316,5 = 628,5 kcal

Ce plat va donc avoir un apport énergétique de 628,5 kilocalories.

3.         Tout d’abord, pour une heure de course à environ 8km/h, le corps dépense 500W en plus du métabolisme de base. On sait aussi que 500W est égal à 500J/s

Cela veut dire qu’en 1 heure de course le corps va dépenser → 3600s × 500J/s =1800000J soit 1800kJ. On sait également que le plat apporte 628,5 kcal ce qui fait 628,5 × 4,184 =  2629,644 kJ

        Comme le corps dépense 1800kJ pour 3600 secondes soit une heure, alors pour 2629,644kJ, il va mettre 3600 × 2629,644 / 1800 =5259,288 secondes soit 1 heure et 27 minutes pour éliminer les apports énergétiques du plat.

EXERCICE 2 : Le rayonnement solaire reçu

1.         Grâce à ce graphique, on observe qu’au solstice d’hiver le 21 décembre, c’est l’hémisphère sud qui à la plus grande insolation, environ 510 W/m² entre -90° et -20° par rapport à l’équateur. A l’inverse, c’est l’hémisphère nord qui a la plus grande insolation au solstice d’été le 21 juin, avec environ 490 W/m² entre 90° et 20° par rapport à l’équateur. On peut donc conclure que l’insolation terrestre varie selon la position et le moment de l’année.

        Néanmoins, si on fait la moyenne annuelle de l’insolation  terrestre, c’est à l’équateur qu’elle est le plus élevée. Cela s’explique en raison de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre.

2.         Tout d’abord, on calcule l’aire de la sphère de l’énergie solaire entre le Soleil et Mars

        aire sphère énergie = 4 × ᴨ × R²

        aire sphère énergie = 4 × ᴨ × (230×10^6)²

        aire sphère énergie = 4 × ᴨ × (230×10^6)²

        aire sphère énergie ≈ 6,647×10^17 km²

        Ensuite on calcule l’aire du disque de Mars

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