• Peau
kg.m.
Exercice n°4: piscine chauffée
Une piscine rectangulaire mesure 20 m de long, 10 m de large et a une
profondeur de 3 m.
1. Pendant le jour, l'eau se réchauffe grâce au rayonnement solaire. L'eau reçoit
une puissance moyenne P₁= 300 W-m² pendant une journée de 12 h. Elle
n'absorbe en fait que 50 % de cette puissance.
1/2 J
a. Calculer l'énergie Q₁, absorbée par l'eau pendant ces 12 h.
b. Calculer pour cette eau l'augmentation de température A8₁, qui en
résulte.
2. Pendant la nuit, l'eau de la piscine rayonne de l'énergie vers l'atmosphère.
On considère que l'eau se comporte comme un corps noir et on admet que sa
température est 0 = 25 °C.
a. Calculer la puissance P2 perdue par rayonnement par cette eau par m² de
surface.
b. Calculer l'énergie thermique Q2 perdue au cours de 12 h de nuit.
c. Calculer pour cette eau la baisse de température A02 qui en résulte.
d. Par quel dispositif simple peut-on, la nuit, diminuer la perte par rayonnement ?
(2)
3. Faire le bilan énergétique sur une journée de 24 h.
4. Pour exploiter la piscine à moindre coût, on peut utiliser un chauffage solaire de l'eau. On réalise des
capteurs solaires dans lesquels circule l'eau de la piscine. Les capteurs utilisent l'effet de serre. Expliquer à
l'aide d'un schéma le principe de fonctionnement de ces capteurs.
Données :
-capacité thermique massique de l'eau : Ceau = 4180 J-kg¹-K¹;
-loi de Stefan: P = o-S-T avec a= 5,67x10-8 W.m2.K4.