Le bilan thermique du corps humain

CORRECTION

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Problématique : Comment conserver sa chaleur corporelle malgré les fluctuations du milieu ?

Prérequis :

Que savez sur la notion de conservation et de conversion d’énergie ?

La conservation de l'énergie est un principe physique, selon lequel l'énergie totale d'un système isolé est invariante au cours du temps.  Ce principe impose que pour tout phénomène physique l'énergie totale initiale du système isolé soit égale à l'énergie totale finale, donc que de l'énergie passe d'une forme à une autre durant le déroulement du phénomène, sans création ni disparition d'énergie.

Comment est produite l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un organisme ?

La respiration cellulaire va permettre la conversion  de l’énergie chimique des nutriments en énergie thermique et mécanique.

Activité 1 : Des échanges thermiques entre le corps humain et son milieu

Question 1 : Identifier les paramètres du milieu qui influent sur les échanges thermiques entre le corps et son environnement. Quelles différences observez-vous entre les pertes par évaporation et les trois autres types de pertes ?

Les paramètres du milieu :

• Température (convection thermique, Rayonnement et conduction thermique)
• Pression (évaporation)

L’évaporation concerne le paramètre pression extérieure alors que les trois autres types de perte impliquent une différence de température par rapport à l’extérieur

Question 2 : Réaliser un schéma bilan des différentes formes de transferts thermiques entre le corps humain et un milieu extérieur à 24°C.

Réponse

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Source : Enseignement scientifique 1ère Margnard

Lettre a = Rayonnement

Lettre b= Evaporation

Lettre c= Conduction thermique

Activité 2 : L’origine de l’énergie métabolique : l’alimentation.

A partir des documents de la page 116 et 117, répondre aux questions 2, 3, 4, 5.

Question 2 :

Un adulte au repos complet dépense environ 1400Kcal  en une journée. Ceci représente le métabolisme de base.

Question 3 :

1cal=4,184J= 4.2KJ

1400Kcal= 5857,6KJ= 5880KJ

1W= 1Js-1

Footing : 500W 🡪 500X3600=30000 J= 1800KJ

Dépense énergétique= métabolisme de base + dépense supplémentaire

Dépense énergétique = 5857,6 +1800 = 7657,6KJ

Marche lente 2h : 216X7200= 1555,2KJ

Dépense énergétique = 5857,6+1555,2= 7412,8KJ

Question 4 :

100g de spaghettis= 1458KJ

50g de sauce bolognaise = 295/2= 147,5KJ

25g d’emmental= 1529/4= 382,25KJ

Energie totale : 1987,75 KJ soit 473 Kcal

Question 5 :  

Il faudrait courir 1988.103/ 500=3976 secondes soit 1h 6min 16s pour que l’énergie contenue dans le plat soit dépensée par la course.

Activité 3 : La thermorégulation : Comment la température interne du corps humain est maintenue stable ?

Doc 1 : Echanges d’énergie thermique avec l’environnement.

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Source : Enseignement scientifique 1ère Magnard