Ressources · 5ᵉ · Physique
Énergie : transferts thermiques, chaleur et température
Mesurer une température et comprendre ce qu’elle traduit, l’agitation des particules ; la chaleur, énergie qui passe du corps chaud au corps froid jusqu’à l’équilibre thermique ; conduction, convection et rayonnement ; conducteurs, isolants et isolation.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
Sur un thermomètre, chaque petite graduation vaut 1 °C. La colonne s’arrête 7 graduations sous le 0 : il indique…
- A. 7 °C
- B. −7 °C
- C. −3 °C
- D. −70 °C
Réponse
B. −7 °C — Sous 0, on compte vers le bas : 7 graduations sous 0, c’est −7 °C.
La température d’un corps traduit…
- A. la masse de ses particules
- B. la quantité de chaleur qu’il contient
- C. la couleur de sa surface
- D. l’agitation de ses particules
Réponse
D. l’agitation de ses particules — Plus les particules s’agitent, plus la température est élevée.
La chaleur, c’est…
- A. de l’énergie qui passe d’un corps à un autre
- B. une substance invisible cachée dans les corps chauds
- C. un autre mot pour dire « température »
- D. un des trois états de la matière
Réponse
A. de l’énergie qui passe d’un corps à un autre — La chaleur est un transfert d’énergie ; elle n’existe que pendant le transfert.
Laquelle de ces unités est une unité d’énergie ?
- A. le degré Celsius (°C)
- B. le mètre (m)
- C. le joule (J)
- D. le kilogramme (kg)
Réponse
C. le joule (J) — Le joule (J) est l’unité d’énergie, donc de la chaleur ; le degré Celsius est une unité de température.
Spontanément, un transfert thermique va…
- A. du corps le plus froid vers le plus chaud
- B. dans les deux sens à la fois, autant
- C. du corps le plus chaud vers le plus froid
- D. du corps le plus lourd vers le plus léger
Réponse
C. du corps le plus chaud vers le plus froid — Toujours du chaud vers le froid, jamais l’inverse sans apport d’énergie.
Deux corps en contact finissent par avoir la même température : c’est…
- A. l’équilibre thermique
- B. le point d’ébullition
- C. la conduction thermique
- D. le point de fusion
Réponse
A. l’équilibre thermique — À l’équilibre thermique, les deux températures sont égales.
La conduction se fait surtout…
- A. dans le vide
- B. uniquement dans les gaz
- C. uniquement dans l’eau
- D. dans les solides
Réponse
D. dans les solides — De proche en proche, sans déplacement de matière.
Quel mode de transfert peut traverser le vide ?
- A. la conduction
- B. le rayonnement
- C. la convection
- D. aucun des trois
Réponse
B. le rayonnement — Le rayonnement n’a besoin d’aucune matière.
La convection se produit…
- A. dans les liquides et les gaz
- B. dans les solides seulement
- C. dans le vide de l’espace
- D. seulement dans l’eau qui bout
Réponse
A. dans les liquides et les gaz — Il faut un fluide qui puisse se déplacer.
Lequel de ces matériaux est un conducteur thermique ?
- A. le polystyrène
- B. la laine de roche
- C. l’aluminium
- D. le liège
Réponse
C. l’aluminium — Les métaux, comme l’aluminium, sont des conducteurs thermiques.
Le meilleur isolant thermique parmi ces propositions est…
- A. une plaque de cuivre
- B. l’air immobile emprisonné
- C. une barre d’acier
- D. une feuille d’aluminium
Réponse
B. l’air immobile emprisonné — L’air immobile conduit très mal l’énergie ; les métaux sont conducteurs.
Dans un thermomètre à alcool, quand la température monte, la colonne de liquide…
- A. descend, car le liquide se contracte
- B. ne bouge pas du tout
- C. change de couleur sans bouger
- D. monte, car le liquide se dilate
Réponse
D. monte, car le liquide se dilate — Le liquide se dilate : son volume augmente, la colonne s’élève.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Dans lequel de ces corps les particules s’agitent-elles le plus ?
- A. un esquimau à −14 °C
- B. un yaourt à 5 °C
- C. de l’eau de vaisselle à 45 °C
- D. une omelette chaude à 70 °C
Réponse
D. une omelette chaude à 70 °C — La température la plus élevée correspond aux particules les plus agitées.
Un congélateur est à −18 °C ; la cuisine qui l’entoure, à 21 °C. Quel est l’écart de température entre les deux ?
- A. 39 °C
- B. 3 °C
- C. −39 °C
- D. 21 °C
Réponse
A. 39 °C — De −18 à 0 : 18 degrés ; de 0 à 21 : 21 degrés ; 18 + 21 = 39 °C.
Dans un bol de soupe, un thermomètre affiche 30 °C, puis 47 °C, puis 55 °C, et ne bouge plus. Quelle valeur faut-il noter ?
- A. 30 °C, la toute première valeur
- B. 47 °C, la valeur du milieu
- C. 44 °C, la moyenne des trois
- D. 55 °C, la valeur stabilisée
Réponse
D. 55 °C, la valeur stabilisée — Le thermomètre met un moment à prendre la température de la soupe : on lit quand la valeur ne bouge plus.
Un réfrigérateur…
- A. fabrique du froid qu’il envoie sur les aliments
- B. extrait l’énergie des aliments et la rejette dans la pièce
- C. absorbe le froid de la cuisine par sa porte
- D. détruit peu à peu l’énergie thermique contenue dans les aliments
Réponse
B. extrait l’énergie des aliments et la rejette dans la pièce — « Le froid » n’est pas une substance ; le réfrigérateur déplace de l’énergie grâce à l’électricité.
Une plaque à pâtisserie sort du four à 180 °C dans une cuisine à 22 °C. Que se passe-t-il ?
- A. l’air de la cuisine lui cède du froid
- B. elle garde sa température tant qu’on n’y touche pas
- C. l’air de la cuisine lui cède de l’énergie
- D. elle cède de l’énergie à l’air de la cuisine
Réponse
D. elle cède de l’énergie à l’air de la cuisine — Du plus chaud (la plaque) vers le plus froid (l’air).
Un patineur pose sa main nue sur la glace de la patinoire. Sa main se refroidit surtout par…
- A. convection
- B. conduction
- C. rayonnement
- D. évaporation
Réponse
B. conduction — La main touche la glace : conduction, de la main, plus chaude, vers la glace.
En été, au-dessus d’une route brûlante, l’air chauffé monte parce qu’il…
- A. s’est dilatée, donc est moins dense
- B. s’est contractée, donc est plus dense
- C. a perdu une partie de sa masse
- D. est devenue plus lourde que l’eau froide
Réponse
A. s’est dilatée, donc est moins dense — Même masse dans un plus grand volume : moins dense, l’air chaud monte.
Un bonnet en laine polaire garde la tête au chaud parce qu’il…
- A. produit de l’énergie quand il fait froid
- B. conduit vite l’énergie de la tête vers l’extérieur
- C. emprisonne de l’air immobile entre ses fibres
- D. renvoie vers la tête la lumière du jour
Réponse
C. emprisonne de l’air immobile entre ses fibres — L’air immobile conduit très mal et ne peut pas circuler ; l’énergie vient du corps.
Un isolant placé autour d’une boisson glacée…
- A. l’empêche totalement de se réchauffer
- B. ralentit son réchauffement
- C. la refroidit encore davantage
- D. n’agit que sur les boissons chaudes
Réponse
B. ralentit son réchauffement — Un isolant ralentit les transferts, dans les deux sens.
Quel ensemble ne contient que des isolants thermiques ?
- A. laine de roche, liège, aluminium
- B. cuivre, polystyrène expansé, bois
- C. laine de mouton, acier inoxydable, air immobile
- D. laine de verre, polystyrène, air immobile
Réponse
D. laine de verre, polystyrène, air immobile — Les métaux sont au contraire des conducteurs.
Un corps peut-il « contenir de la chaleur » ?
- A. oui : comme il contient de la matière, il contient de la chaleur
- B. oui, mais seulement s’il est beaucoup plus chaud que ce qui l’entoure
- C. non : il est à une température, la chaleur est l’énergie qui passe
- D. non : la chaleur n’existe pas, seul le froid existe vraiment
Réponse
C. non : il est à une température, la chaleur est l’énergie qui passe — La chaleur n’existe que pendant le transfert ; le corps possède de l’énergie thermique.
Dans le noir, une braise de barbecue rougeoie. Pourquoi ?
- A. elle est très chaude et émet un rayonnement visible
- B. elle renvoie la faible lumière qui vient de la lune
- C. elle libère la chaleur stockée dans le charbon de bois
- D. elle absorbe le froid de l’air qui l’entoure la nuit
Réponse
A. elle est très chaude et émet un rayonnement visible — Tout corps émet un rayonnement, d’autant plus fort qu’il est chaud ; très chaude, la braise en émet une partie visible.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
La lame en acier d’un couteau et son manche en bois sont dans le même tiroir. Pourquoi la lame paraît-elle plus froide ?
- A. elle conduit mieux et emporte plus vite l’énergie des doigts
- B. elle est réellement à une température plus basse
- C. elle rayonne du froid vers les doigts qui la touchent
- D. le manche en bois contient plus de chaleur stockée que la lame
Réponse
A. elle conduit mieux et emporte plus vite l’énergie des doigts — Même température ; la sensation dépend de la vitesse du transfert.
Une goutte d’eau bouillante sur la main fait mal un instant ; une casserole de la même eau renversée brûle gravement. Pourquoi ?
- A. l’eau de la casserole est plus chaude que la goutte
- B. la goutte apporte du froid qui protège la peau
- C. la casserole d’eau peut céder bien plus d’énergie à la peau
- D. la goutte prend de l’énergie à la main au lieu d’en céder
Réponse
C. la casserole d’eau peut céder bien plus d’énergie à la peau — Même température, mais pas la même énergie transférée : température et chaleur sont différentes.
Les parois d’une bouteille isotherme sont argentées. Contre quel mode de transfert agissent-elles ?
- A. la conduction, qu’elles interrompent
- B. le rayonnement, qu’elles renvoient
- C. la convection, qu’elles suppriment
- D. les trois modes à la fois, autant
Réponse
B. le rayonnement, qu’elles renvoient — Une surface brillante renvoie le rayonnement ; contre la conduction et la convection, c’est le rôle du vide entre les parois.
En tenant une canette glacée, ta main se refroidit. Pourquoi ?
- A. le froid de la canette entre dans ta main
- B. la canette absorbe l’air froid de la pièce
- C. ta main se met à produire du froid
- D. l’énergie de ta main part vers la canette
Réponse
D. l’énergie de ta main part vers la canette — Du chaud (la main) vers le froid (la canette) : la main perd de l’énergie.
Deux corps sont à l’équilibre thermique. Que peut-on affirmer ?
- A. le plus chaud continue à réchauffer l’autre
- B. ils ont exactement la même température
- C. ils sont tous les deux à 0 °C
- D. ils possèdent la même énergie thermique
Réponse
B. ils ont exactement la même température — Même température ; pas forcément la même énergie, qui dépend aussi de la quantité.
Pourquoi peint-on en blanc les toits de certaines maisons des pays chauds ?
- A. pour empêcher la conduction à travers le toit
- B. pour que l’air chaud monte plus vite au-dessus
- C. pour produire de la fraîcheur à l’intérieur pendant la journée
- D. pour renvoyer une grande partie du rayonnement solaire
Réponse
D. pour renvoyer une grande partie du rayonnement solaire — Une surface claire renvoie une grande partie du rayonnement ; elle absorbe moins et chauffe moins.
La nuit, une caméra thermique montre un cerf dans le noir complet. Que détecte-t-elle ?
- A. la lumière des étoiles renvoyée par son pelage
- B. le bruit de ses pas transformé en image
- C. le rayonnement infrarouge émis par son corps tiède
- D. l’air chaud de sa respiration qui brille
Réponse
C. le rayonnement infrarouge émis par son corps tiède — Tout corps émet un rayonnement ; celui d’un corps tiède est invisible pour nos yeux.
Un petit clou chauffé à 90 °C tombe dans un grand étang dont l’eau est à 15 °C. La température d’équilibre sera…
- A. presque 15 °C
- B. 52,5 °C, la moyenne
- C. presque 90 °C
- D. moins de 15 °C
Réponse
A. presque 15 °C — Il y a énormément plus d’eau que de métal : l’eau se réchauffe à peine et le clou refroidit presque jusqu’à 15 °C. L’équilibre est entre les deux températures, ici tout près de celle de l’eau.
Pourquoi la lame de gaz d’un double vitrage doit-elle rester immobile ?
- A. un gaz qui circule deviendrait plus dense
- B. un gaz immobile bloque tout rayonnement
- C. un gaz qui circule finirait par se liquéfier entre les vitres
- D. un gaz qui circule transporterait l’énergie par convection
Réponse
D. un gaz qui circule transporterait l’énergie par convection — Immobile, le gaz conduit très mal l’énergie et ne peut pas la transporter.
Un élève écrit : « mon pull chauffe mon corps ». Quelle est l’erreur ?
- A. le pull ne produit pas d’énergie, il ralentit les pertes
- B. le pull refroidit le corps en absorbant une partie de son énergie
- C. le pull ne sert à rien, le corps produit sa chaleur
- D. le pull chauffe l’air de la pièce, pas le corps
Réponse
A. le pull ne produit pas d’énergie, il ralentit les pertes — L’énergie vient du corps ; le pull, isolant, ralentit le transfert vers l’air.
Sur un graphique, la courbe d’un corps chaud descend et celle d’un corps froid monte, jusqu’à se rejoindre. Ensuite…
- A. le corps froid devient le plus chaud
- B. les deux températures restent égales
- C. le corps chaud continue de baisser seul
- D. les deux températures remontent ensemble
Réponse
B. les deux températures restent égales — C’est l’équilibre thermique : les deux corps gardent la même température.
Pourquoi installe-t-on souvent un radiateur en bas d’un mur ?
- A. l’air chaud descend vers le sol et s’y accumule
- B. le rayonnement d’un radiateur ne va que vers le haut
- C. l’air chauffé monte et circule dans toute la pièce
- D. la conduction est meilleure tout près du sol
Réponse
C. l’air chauffé monte et circule dans toute la pièce — L’air chauffé, moins dense, monte ; l’air froid descend vers le radiateur : un courant de convection brasse la pièce.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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