Marche sur le feu

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Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Énergie, matière et rayonnement

On sait qu’il est possible de marcher sur le feu. Sur un lit de braises (de charbon de bois) portées à une température d’au moins 500 °C et étendues sur une longueur de plusieurs mètres, un physicien peut se déplacer pieds nus sans se brûler (et sans faire appel aux forces de l’esprit, mais seulement en connaissant les lois de la physique).

Par contre le même physicien refuserait de marcher sur une plaque de cuivre de plusieurs mètres de long, elle aussi portée à 500 °C.

Voir par exemple le site du Dr Henri Broch :

webs.unice.fr/site/broch/broch.html.

1. Expliquer pourquoi la conduction est le mode de transfert de chaleur le plus important à prendre en considération dans le cas de la marche sur le feu.

2. Comment se manifeste le rayonnement dans le cas de la marche sur le feu ?

3. Que représente physiquement la conductivité thermique ? Donner son unité.

4. En étudiant les données du tableau ci-dessous, expliquer pourquoi la marche sur le feu est possible sur un lit de braises mais pas sur une plaque de cuivre.

5. Que représente physiquement la capacité thermique massique ? Rappeler son unité.

6. Sachant que la capacité thermique massique du charbon de bois est très inférieure à celle du cuivre, expliquer pourquoi cela permet la marche sur les charbons ardents mais pas sur le cuivre.

7. Résumer la discussion précédente en donnant deux arguments en faveur de la marche sur les charbons ardents.

Données. Tableau des conductivités thermiques en .

Cuivre

Diamant

Charbon
de bois

Acier

Aluminium

390

1 500

0,055

26

237