Comment comprendre la notion de thermostat?

 

par lionel6 |

     

Les thermostats sont des systèmes très utiles qui permettent de garder une température constante. Il est coutume d'appeler simplement thermostats les bouteilles thermostatiques que nous utilisons tous les jours pour garder notre café bien chaud, mais en réalité le terme thermostat est bien plus vaste !

Étapes de réalisation

1.

Un thermostat est un système qui permet de garder une température constante.

2.

La bouteille thermostatique est un exemple de thermostat : elle permet de conserver constante la température du contenant de la bouteille le plus longtemps possible.
Cela est possible car ces bouteilles sont conçues de façon à limiter les échanges de chaleur entre l’intérieur de la bouteille et l’extérieur de la bouteille.

3.

Dans les sciences, on utilise très souvent des thermostats : que ce soit pour limiter les pertes de chaleur ou pour calculer des valeurs d’énergie.

4.

Le système le plus académique d’un thermostat est celui qui se base sur le principe de « chaleur latente »

5.

 Comment comprendre la notion de thermostat?

Pour un système donné, la température ne varie pas lors d’un changement d’état (un changement d’état est le passage d’une phase vers une autre, par exemple liquide – gaz).
En effet, même si on injecte de la chaleur à ce système cette énergie servira non pas à augmenter la température du système mais bien à effectuer un changement d’état. La chaleur latente correspond à l’énergie nécessaire pour que le changement d’état soit complet.

6.

On peut construire grâce à ce procédé un système dont la température ne changerait pas si on lui fournit de la chaleur, ce système se comporterait ainsi comme un thermostat.

7.

Par exemple on peut utiliser un thermostat constitué d’un mélange d’eau et de glace finement pilée :

Si on injecte de la chaleur à ce système la glace fondra progressivement mais la température restera constante.
Si on retire de la chaleur, l'eau gèlera progressivement mais la température restera constante.

8.

Ce type de thermostat fonctionnera tant que l’énergie échangée ne sera pas suffisante pour que le changement d’état soit complet.
Exemple : le thermostat eau-glace ne fonctionne plus si toute l’eau a gelé ou toute la glace a fondu.

9.

Vous pouvez facilement tester ce type de thermostat :
Prenez un récipient rempli d’eau et de glace finement pilée.

10.

Plongez un thermomètre dans l’eau.

11.

Si le récipient est dans une pièce dont la température est différente du contenu du récipient alors il va y avoir échange de chaleur entre le récipient et la pièce.

12.

Si la pièce est à une température plus chaude que le récipient, alors la glace pilée va progressivement fondre, mais la température indiquée sur le thermomètre ne changera pas tant que tous les glaçons n’auront pas fondu !

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