Schéma bilan thermique du corps humain

Table des matières

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Perte de chaleur due à la ventilation.

En moyenne, la

⋅

vet

⋅

(

peau

−

ext

)

: flux thermique par convection (en W·m‑2).

: coefficient de convection (en W·m-2·K‑1).

vet

: facteur de réduction dû aux vêtements (sans unité).

peau

ext

: températures de la peau et du milieu (en K).

En moyenne, lacorrespond à 15 % des pertes thermiques du corps humain. La ventilation pulmonaire constitue une part importante des pertes par convection. Au niveau de la peau, le vent aussi joue un rôle, en augmentant la valeur du coefficient de convection.: flux thermique par convection (en W·m).: coefficient de convection (en W·m·K: facteur de réduction dû aux vêtements (sans unité).et: températures de la peau et du milieu (en K).

a. La respiration cellulaire

Nous produisons de la chaleur : c’est la thermogenèse (production interne d’énergie thermique). Elle représente la principale source d’apport d’énergie thermique à l’organisme.

En effet, pour que notre corps fonctionne, nous avons besoin d’énergie. Tous les êtres vivants sont capables de transformer l’énergie reçue en énergie chimique. Cependant, l’être humain ne peut pas utiliser l’énergie solaire de la même façon que les végétaux qui convertissent l’énergie solaire en énergie chimique grâce à la photosynthèse.
L’être humain utilise donc l’énergie chimique des aliments pour la transformer en énergie utile pour l’organisme : l’ATP (ou adénosine triphosphate), une molécule servant à emmagasiner et à transporter de l’énergie.

Cette conversion d’énergie se fait essentiellement grâce à la respiration cellulaire qui fait partie du métabolisme de nos cellules.

La respiration cellulaire consiste à utiliser les nutriments (provenant de notre alimentation) et le dioxygène puisé dans l’atmosphère pour produire de l’énergie chimique et rejeter deux déchets : l’eau et le dioxyde de carbone.

Elle s’effectue dans les mitochondries des cellules et permet la dégradation des nutriments grâce au dioxygène disponible (réaction d’oxydation).

Les nutriments sont des molécules de petite taille issues de la digestion des aliments, capables de passer dans le sang au niveau de l’intestin grêle. Ils sont transportés dans les cellules pour être utilisés immédiatement ou stockés.

La respiration cellulaire

Les nutriments, de natures variées, proviennent donc de notre alimentation.
L’origine des nutriments utilisés pour réaliser la respiration cellulaire est donnée dans le tableau suivant.

Aliments consommés Nutriment et origine glucides (pâtes, riz, bonbons…) glucose provenant directement de l’alimentation ou de la dégradation du glycogène (molécule de stockage du glucose dans les muscles et le foie) lipides (huile, beurre…) acides gras provenant directement de l’alimentation ou de la réserve contenue dans les muscles, le tissu adipeux abdominal ou sous-cutané

Chapitre 5 : le bilan thermique du corps humain

Comment notre organisme conserve-t-il sa température interne malgré les variations environnementales ?

Référence livre p 114 à 131

I – Les échanges thermiques entre le corps et le milieu extérieur

Recherchez les 4 façons dont le corps peut perdre sa chaleur

Livre p 114

Thermogénèse : production de chaleur par le métabolisme d’un organisme
Thermolyse : perte de chaleur par un organisme

Chez une personne au repos, la puissance thermique libérée en moyenne est de 100 watts. La puissance thermique est la quantité de chaleur évacuée par le corps par unité de temps.

Conduction : transfert de chaleur de proche en proche sans déplacement de matière
Convection : transfert de chaleur par déplacement de matière

Les lieux de production de chaleur (thermogénèse) sont principalement les viscères, le système nerveux et les muscles. La zone de perte de chaleur (thermolyse) est la peau.

II – La production de chaleur

Schéma explicatif construit en classe

Sur un sujet au repos, adulte moyen 170 cm / 70 Kg, la dépense énergétique est d’environ 1400 kilocalories par jour = métabolisme de base.

L’énergie thermique du corps provient en grande partie des énergies chimiques des aliments consommés. Au cours de la digestion, les aliments sont transformés en nutriments. 40 % de l’énergie est transformée en ATP (adénosine triphosphate) et 60 % en chaleur.

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Bilan : la respiration cellulaire est un ensemble de réactions chimiques permettant la production d’énergie à partir de nutriments en présence de dioxygène (O2). Les conversions d’énergie libèrent de la chaleur dans l’organisme au cours du métabolisme. La puissance thermique du corps humain est de 100 watts.

Exercices d’application

Cours complet en ligne

Diaporama en ligne

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Révisions

Le bilan thermique du corps humain

Édité par Péninon M.

Définitions

Schéma bilan

Fiche de synthèse

ViDéOs

index

Chiffres clés

Puissance thermique du corps humain : 100 Watts

Quizz

plus d’informations

définitions

Énergie thermique dépensée par seconde. 1 Joule/sec = 1 Watt. Celle de l’Homme est de 100W en moyenne

à connaître et à comprendre

Unité d’énergie du langage courant

Énergie dépensée pour assurer le fonctionnement

minimal de l’organisme (circulation du sang,

travail cérébral, etc.).

Métabolisme de base

Calorie

(cal)

Unité d’énergie du système international

Joule

(J)

Puissance thermique

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Production de chaleur liée au métabolisme (respiration, fermentation)

Thermogénèse

Dissipation de l’énergie thermique par l’organisme (évaporation…)

Thermolyse

+ d’informations

L’évaporation est liée à la respiration et la sudation. Elle permet un refroidissement de l’organisme.
Le corps irradie plus ou moins d’ondes infrarouges en fonction de sa température. C’est ce principe qui permet de repérer un corps à l’aide d’une caméra thermique.
Le déplacement de matière provoque une perte d’énergie thermique évacuée ensuite par conduction (air froid et en mouvements en contact avec la peau).
Le contact de la peau avec une surface froide génère une perte d’énergie par conduction

Convection

Conduction

Evaporation

Rayonnement

Voies métaboliques fournissant l’énergie aux muscles

Hatier 1ES- 2019

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Schéma bilan

Schéma des échanges thermiques entre le corps humain et son environnement.

Hatier 1ES- 2019

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Fiche de révision

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Document de Caroline Laplace – Jourdain

Bilan du cours

Le corps humain échange de l’énergie thermique en permanence avec l’extérieur. Les mécanismes de transfert d’énergie thermique sont : le rayonnement, l’évaporation, la convection et la conduction. L’énergie chimique contenue dans les aliments est convertie pour partie en chaleur. L’équilibre entre le gain et la perte d’énergie thermique est appelé thermorégulation. Elle permet le maintien d’une température corporelle stable, quelque soit la température du milieu extérieur, à environ 37°C. Les réactions de régulation de la température sont physiologiques (chair de poule, frissons ou encore vasoconstriction) et comportementales (se mettre à l’abri, se couvrir). La balance thermogénèse / thermolyse permet la régulation de la température.

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Quelques ressources Vidéos

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Lumni

Madame SVT (Chaîne Youtube)

Question 1

L’organisme et le milieu extérieur échangent de l’énergie par :

Conduction et convection

Évaporation uniquement

Transduction et radiation

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Question 1

Bonne réponse

L’organisme et le milieu extérieur échangent de l’énergie par :

Conduction et convection

Évaporation uniquement

Transduction et radiation

Question 1

L’évaporation n’est pas la seule responsable des échanges énergétiques.

La transduction n’est pas un transfert d’énergie.

L’organisme et le milieu extérieur échangent de l’énergie par :

Conduction et convection

Évaporation uniquement

Transduction et radiation

Question 2

L’ATP est une molécule :

N’a pas d’utilité dans l’organisme

Présente en grande quantité

Renouvellée constamment

Question 2

Bonne réponse

L’ATP est une molécule :

Présente en grande quantité

Renouvellée constamment

N’a pas d’utilité dans l’organisme

Question 2

Elle joue un rôle essentiel dans l’échange d’énergie chimique au sein des cellules.

Elle n’est pas présente en quantité gigantesque mais est renouvellée de façon permanente

L’ATP est une molécule :

Présente en grande quantité

Renouvellée constamment

N’a pas d’utilité dans l’organisme

Question 3

La respiration cellulaire est un processus :

Présent dans les cellules à l’exception des cellules musculaires

Se déroulant uniquement en présence de dioxygène

Se déroulant uniquement en présence de dioxyde de carbone

Question 3

Bonne réponse

La respiration cellulaire est un processus :

Présent dans les cellules à l’exception des cellules musculaires

Se déroulant uniquement en présence de dioxygène

Se déroulant uniquement en présence de dioxyde de carbone

Question 3

La respiration a lieu dans toutes les cellules

La respiration cellulaire est un processus :

Présent dans les cellules à l’exception des cellules musculaires

Se déroulant uniquement en présence de dioxygène

Se déroulant uniquement en présence de dioxyde de carbone

READ Exercice physique chimie seconde

Le dioxyde de carbone est un déchet de la respiration

Question 4

Quatre processus d’échanges d’énergie peuvent coexister entre l’organisme et son environnement :

VRAI

FAUX

Question 4

Bonne réponse

Quatre processus d’échanges d’énergie peuvent coexister entre l’organisme et son environnement :

VRAI

FAUX

Question 4

Évaporation, conduction, convection, rayonnement

Quatre processus d’échanges d’énergie peuvent coexister entre l’organisme et son environnement :

VRAI

FAUX

Question 5