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Evaluation du module FBM – BMed – module B1.1 https://www.motivateamazebegreat.com/2018/07/art-therapy-benefits-for-mental-health-improvement.html#google_vignette  Evaluation du module Evaluation succincte du module Par l'intermédiaire de vos par sondage informatique délégués de volée – questionnaire est anonyme ! – discussions internes, formelles ou – les réponses données ne peuvent pas informelle être associées aux participant·e·s Immédiatement après la fin du quelques semaines ou quelques module mois après la fin du module – lien reçu par email  Exemples de modifications Exemples de questions d'examen à la fin de chaque leçon Raccourcissement de chapitres de physique – thermodynamique – changement climatique Meilleurs liens entre les exercices et les objectifs d'apprentissage Changement d'enseignant dans deux cours du module ces 10 dernières années Chapitre 26 Thermodynamique - Température et rayonnement thermique Pr François Bochud FBM – BMed – module B1.1 Cours de physique générale  Objectifs Expliquer le lien entre les notions de température et d'énergie cinétique Citer plusieurs principes physiques de mesure de la température Décrire les mécanismes microscopiques à l'origine du rayonnement thermique d'un objet et expliquer dans quelle mesure un objet peut se comporter (ou non) de manière analogue à un corps noir On peut quantifier la température en connaissant la pression et le volume d'un gaz, en mesurant la dilatation d'un liquide ou d'un métal, en mesurant le potentiel électrique entre deux métaux ou en mesurant le rayonnement émis. L'émission de rayonnement thermique découle du fait que les particules en mouvement possèdent une charge électrique et que toute charge accélérée perd de l'énergie sous la forme de rayonnement électromagnétique. Un corps noir est un objet qui absorbe tout rayonnement qui lui est incident, puis qui distribue l'énergie correspondante entre ses particules avant de la rayonner. L'énergie rayonnée dépend uniquement de sa température et son spectre d'émission est défini par la loi de Planck. Aux températures de la vie courante, l'émission thermique se fait dans le domaine de l'infrarouge. A plus haute température (quelques centaines de degrés), l'émission se fait également sous forme de lumière. Les objets réels tendent à rayonner thermiquement comme un corps noir, à un facteur de proportionnalité près dépendant de l’énergie du rayonnement : l'émissivité ε. Un objet d'émissivité ε = 1 est un corps noir. Le corps humain en est très proche. Un objet d'émissivité ε < 1 réfléchit une proportion 1‐ε du rayonnement qui lui est incident et rayonne une proportion ε de ce que rayonnerait un corps noir de même température. L'émissivité dépend du type de matériau (les métaux tendent à avoir une faible émissivité en raison des électrons libres présents à leur surface) et de la nature de la surface (plus elle est rugueuse, plus l'émissivité est grande). l'hypothalamus, a une capacité impressionnante à réguler et maintenir sa température à environ 37°C les protéines se dénaturent en 15‐60 minutes à 45°C alors qu'il suffit de quelques secondes à 60‐70°C. Lorsqu’il fait froid nous frissonnons spontanément pour générer plus de chaleur les vaisseaux sanguins près de la surface de la peau se contractent afin de réduire les pertes de chaleur par la circulation sanguine Lorsqu’il fait chaud nous transpirons et cela rafraîchit notre peau nos vaisseaux se dilatent et augmentent ainsi la chaleur qui peut être libérée  Quel danger de courir un marathon lorsqu'il fait chaud ? https://www.bostonglobe.com/sports/specials/boston-marathon/2017/04/17/heat-adds-extra-challenge-for-boston-marathon-runners/L4W9THII6Et1worb6ZDr2N/story.html  Combien d'incidents de santé* observe-t-on chez des athlètes courant un marathon lorsque la température ambiante se situe entre 26 et 29.9°C ? 1. 17 2. 7 * crampes, vertige, coup de chaleur, mort subite 3. 0.4 Taux de mortalité des personnes hospitalisées 4. 0.2 pour un coup de chaleur d'effort : env. 15% par 1'000 athlètes En l'absence de traitement : jusqu'à 80 % Troisième cause de mort subite chez les jeunes athlètes américains  Incidence journalière d'incidents de santé liée à la chaleur dans le sport par 1'000 athlètes* Par température, le jour de l'évènement, 2009-18, échelle log Marathon Marche athlétique * crampes, vertige, coup de chaleur, mort subite Demi-fond Taux de mortalité des personnes hospitalisées pour un coup de chaleur d'effort : env. 15% Courte durée (max 400 m) En l'absence de traitement : jusqu'à 80 % Tous Troisième cause de mort subite chez les jeunes athlètes américains The Economist, 14 Sep. 2024 K. Hollander et al, Apparent temperature and heat-related illnesses during international athletic championships: A prospective cohort study, Scand J Med Sci Sports. 2021 Nov;31(11):2092-2102, https://doi.org/10.1111/sms.14029  A partir de quelle température moyenne, MétéoSuisse émet des avis de canicule niveau 2 faible limité marqué fort 1. ≥ 25°C (1 j) 2. ≥ 25°C (2 j consécutifs) 3. ≥ 25°C (3 j consécutifs) 4. ≥ 27°C (1 j) 5. ≥ 27°C (2 j consécutifs) 6. ≥ 27°C (2 j consécutifs)  Avis de canicule faible limité marqué fort T moyenne sur 24 heures Nombre de jours consécutifs davantage de morts ≥ 27°C dus à la chaleur qu'aux ≥ 25°C accidents de la route < 25°C Echelle basée sur une étude épidémiologique sur la mortalité réalisée en Suisse https://www.swisstph.ch/de/news/news-detail-1/news/auch-moderat-heisse- plus de victimes temperaturen-fordern-todesfaelle-nicht-nur-hitzewellen que les typhons ou les ouragans https://www.meteosuisse.admin.ch/portrait/meteosuisse-blog/fr/2024/07/ondate-di-caldo-e-mortalita.html  Qu'est-ce que la température, T ? Mesure de l'agitation permanente des particules (atomes et molécules) de la matière La température est une grandeur intensive : sa valeur ne dépend pas de la taille de l'objet considéré. Par exemple, un corps dont la température de chaque moitié est égale à 22°C, a globalement une température de 22°C (et pas de 22 + 22 = 44°C). à l'aide de la 2ème loi de Newton F=Δp/Δt Gaz parfait à température absolue nulle, l'énergie cinétique moyenne est la définition pression : P=F/A nulle, et donc que les particules, sont au repos la loi des gaz parfaits (…) 1 3 les personnes Ecin = m v = kBT 2 intéressées peuvent 2 2 trouver la dérivation dans Kane & Sternheim énergie cinétique vitesse quadratique constante de moyenne moyenne Boltzmann d'une particule d'une particule  A une température donnée, les vitesses individuelles des particules sont variables v 2 = 478 m/s 3 1 mv 2  m  −2 f (v) =   4πv 2 e kBT  2πkBT  distribution de Maxwell-Boltzmann 1 3 3kBT Ecin = m v = kBT 2 v 2 = 2 2 m O2 : m = 32 uma  A une température donnée, les vitesses individuelles des particules sont variables 3 1 mv 2  m  −2 f (v) =   4π v 2 e kBT  2π kBT  distribution de Maxwell-Boltzmann Pour un gaz parfait, la vitesse v de chaque particule est aléatoire et définie par la distribution de Maxwell‐Boltzmann 3kBT v 2 = m  - Parmi les trois gaz (H2, He, N2) à température T=0°C, quelle légende est correcte ? ⑨ 1. N2 grande Masse M 1. 2. H2 I viesse perite 2. 2 3kBT quadratique v2 v = moyenne m He 1. H2 2. N2 Vidéo : YouTube Bozeman Science Kinetic Theory and Temperature https://youtu.be/1S9cuYascPQ  Quel sera la température du mélange ? 1. T1 T1 T1 2. Deux fois T1 3. Aucune idée T=? Température ≈ énergie cinétique moyenne de chaque particule En mélangeant deux liquides de même énergie cinétique moyenne, la moyenne ne change pas ! L’énergie cinétique est proportionnelle a la température  Quel type de rayonnement est émis par ces personnes? (plusieurs réponses possibles) 1. ondes radio 2. micro-ondes 3. infrarouge 4. visible 5. ultraviolet 6. rayons X https://youtu.be/yXIoRN8sWqw La thermographie consiste à utiliser le rayonnement infrarouge pour produire une image dont chaque pixel peut être associé à une température. Malheureusement, si la sensibilité de cette technique est plutôt satisfaisante (entre 71 % et 94 %) les seins normaux ont plus de variabilités que ce qu'on imaginait initialement et la spécificité de cette technique est trop faible pour l'utiliser en routine (entre 14 % et 85 %). On notera que la thermographie a également été proposée pour diagnostiquer diverses pathologies avec des succès (pour l'instant) mitigés.  Perception de la température Les récepteurs de température sont des terminaisons nerveuses libres des neurones somatosensoriels, qui codent généralement davantage que la simple température Certaines parties de la peau sont sensibles au froid, mais pas au chaud, et réciproquement. Les valeurs de seuil pour la sensation de froid ou de chaud dépendent de plusieurs facteurs. Par exemple, plus la surface de peau exposée au stimulus est grande, plus le seuil est bas : On détecte plus facilement un changement modeste de température sur un bras entier que sur une petite surface de la main. Dans la plupart des cas, nous pouvons localiser plus précisément les stimuli froids que les stimuli chauds. La température ressentie est un indice qui exprime la sensation subjective de froid ou de chaud, causée par les effets combinés de la température de l'air, de l'humidité relative ou de la vitesse du vent. Il est le plus souvent appliqué à la température extérieure perçue, mais on l'utilise également à l'intérieur, en particulier dans les saunas et ou des pièces insuffisamment chauffées ou refroidies. Il existe deux méthodes principales : 1. L'indice de chaleur (ou humiture) mesure l'effet de l'humidité sur la perception des températures >27°C. Il prend en compte le fait que la transpiration est d'autant moins efficace à nous refroidir que l'air est humide. Cet indice est principalement utilisé en été. 2. Le facteur de refroidissement éolien (ou wind chill factor en anglais) mesure l'effet de la vitesse du vent sur le refroidissement du corps humain pour des températures v(O2) > v(CO2) est pus atomique !) incesse 4. v(O2) < v(N2) < v(CO2)  Objectif correspondant Expliquer le lien entre les notions de température et d'énergie cinétique