La définition à retenir
Définition Un conducteur thermique laisse passer facilement la chaleur : les métaux (cuivre, aluminium, fer, acier). Un isolant thermique freine le passage de la chaleur : le bois, le plastique, la laine, le liège, le polystyrène et surtout l'air immobile.
Un exemple corrigé
Exemple On remplit quatre gobelets de même taille avec la même quantité d'eau à 70 °C. Après 15 minutes :
Le polystyrène garde l'eau chaude le plus longtemps : c'est le meilleur isolant des quatre. Le métal est le meilleur conducteur.
| Gobelet | Température après 15 min |
|---|---|
| métal | 45 °C |
| verre | 52 °C |
| plastique | 55 °C |
| polystyrène | 63 °C |
Extrait du cours
Pourquoi les casseroles ont-elles un manche en bois ou en plastique ? Pourquoi une écharpe te garde-t-elle au chaud ? Ce chapitre explique la différence entre les matériaux qui laissent passer la chaleur et ceux qui la freinent.
| Gobelet | Température après 15 min |
|---|---|
| métal | 45 °C |
| verre | 52 °C |
| plastique | 55 °C |
| polystyrène | 63 °C |
Lexique
- conducteur thermique
- matériau qui laisse passer facilement la chaleur (les métaux)
- isolant thermique
- matériau qui freine le passage de la chaleur (bois, laine, polystyrène…)
- isotherme
- qui garde la température de ce qu'il contient
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — « Plus froid » au toucher ne veut pas dire « plus froid » en vrai. Dans la même pièce, tous les objets ont la même température. Le métal paraît plus froid que le bois seulement parce qu'il emporte plus vite la chaleur de ta main.
Piège — Un isolant ne chauffe pas. Une écharpe ou une couette ne fabriquent pas de chaleur. Elles freinent la chaleur de ton corps. Un thermomètre enveloppé dans une écharpe ne monte pas en température.
Attention Une cuillère en métal et une cuillère en bois restées dans la même pièce ont la même température. Pourtant, le métal semble plus froid au toucher : comme c'est un bon conducteur, il emporte rapidement la chaleur de ta main. Le bois, isolant, l'emporte lentement.
L'astuce du prof
Astuce. Plusieurs couches fines gardent plus chaud qu'un seul vêtement : de l'air reste emprisonné entre les couches. Mets-en deux ou trois par temps froid.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Conducteur ou isolant ?
Classe ces objets : une cuillère en acier, un bonnet en laine, la poignée en bois d'une casserole, une poêle en aluminium, une plaque de polystyrène.
Voir la correction
Conducteurs : la cuillère en acier et la poêle en aluminium, car ce sont des métaux. Isolants : le bonnet en laine, la poignée en bois et le polystyrène.
Exercice 2 — Quatre récipients
On remplit quatre récipients de même taille avec la même quantité d'eau à 60 °C. Après 20 minutes : cuivre 36 °C ; verre 42 °C ; bois 48 °C ; polystyrène 55 °C. Quel est le meilleur isolant ? Le meilleur conducteur ? De combien de degrés l'eau a-t-elle refroidi dans le polystyrène ?
Voir la correction
Le meilleur isolant est le polystyrène, car l'eau y est restée la plus chaude (55 °C). Le meilleur conducteur est le cuivre : l'eau y est la plus froide (36 °C). Dans le polystyrène, l'eau a perdu 60 − 55 = 5 °C.