Comment fait-on pour ne pas avoir froid en hiver et ne pas avoir chaud en été ?
La température du corps humain est stable, aux alentours de 37°C, tant qu'il est en vie; dès qu'il meurt, sa température se met à la température de son environnement: comment faisons-nous pour maintenir notre température corporelle à 37°C?
La physique nous apprend que tout corps au-dessus du 0 degré absolu émet un rayonnement qui dépend de sa température.
Quel type de rayonnement émettons ? Trouvez-le grâce à la loi de Wien.
- La loi de Wien se déduit de la loi de Planck du rayonnement du corps noir : à une température T donnée, l’énergie W (λ) passe par un maximum (Wmax) pour une longueur d’onde λmax
Loi de Wien : λmax = (2,898.10-3) /T
T : La température de notre corps mais attention en degrés Kelvins
Identifier les modes de transferts de chaleur entre son corps et son environnement:
Matériel :
- Thermomètre à infrarouges;
- 2 béchers ;
- Eau à 45°C
- Eau à 4°C ;
- Sèche cheveux ;
- Lampe à incandescence;
- De lingettes propres;
Principe :
- A l’aide d’un thermomètre infrarouge, relever la température de la peau au niveau de la main dans différentes conditions.
Important :
- Faire plusieurs fois la même mesure de température pour calculer une valeur moyenne.
- Préparer un tableau pour noter vos résultats.
Conditions de l'expérience :
- En condition témoin: prenez la température de votre front ;
- Puis immédiatement après un contact de 5 à 10 secondes entre la peau et un bécher rempli d'eau à 45°C puis ;
- Immédiatement après un contact de 5 à 10 secondes entre la peau et un bécher rempli d’eau à 4°C puis ;
- Avec un sèche-cheveux soufflant de l’air froid sur votre peau ;
- Immédiatement après quelques secondes passées à 20cm de la lampe (Attention danger de brûlure) ;
- Immédiatement après avoir mouillé la peau avec l’eau d’une lingette à 37°C
Présentation des résultats:
Sous forme d'un tableau a double entrée avec les conditions expérimentales à la verticale et les différentes mesures à l'horizontale.
Interprétation des résultats :
- par conduction ?
- par convection ?
- par rayonnement ?
- par évaporation ?
La physique nous apprend que tout corps au-dessus du 0 degré absolu émet un rayonnement qui dépend de sa température.
Quel type de rayonnement émettons ? Trouvez-le grâce à la loi de Wien.
- La loi de Wien se déduit de la loi de Planck du rayonnement du corps noir : à une température T donnée, l’énergie W (λ) passe par un maximum (Wmax) pour une longueur d’onde λmax
Loi de Wien : λmax = (2,898.10-3) /T
T : La température de notre corps mais attention en degrés Kelvins
A retenir:
- L’organisme humain a besoin d’énergie pour se maintenir en vie et réaliser toutes sortes d’activités physiques.
- Les besoins énergétiques sont proportionnels à l’intensité de l’activité physique fournie.
- La respiration et la fermentation permettent de fournir cette énergie à partir des nutriments issus de l’alimentation.
- Lors de ces réactions, une partie très importantes de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur : c’est l’énergie thermique.
- Globalement la puissance thermique libérée par un corps humain est de l’ordre de 100 W.
- Les aliments apportent une quantité d’énergie variable en fonction de la nature et des proportions des nutriments présents.
- Les lipides apportent plus d’énergie que les glucides et les protéines.
Aller plus loin: ne pas confondre chaleur et température
- La température d'un organisme exprime le niveau moyen d'énergie cinétique de ses molécules dans le cadre d'une échelle arbitraire.
- L'échelle la plus couramment utilisée est le degré Celsius.
- La chaleur est une quantité d'énergie qui permet d'augmenter la température d'un corps.
- En biologie, on l'exprime couramment en calories et sa définitiion correspond à la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'un gramme d'eau de 1°C.
