La validité d’un modèle est à nouveau interrogée à travers le modèle du gaz parfait qui prolonge et généralise la loi de Mariotte étudiée en classe de première. Dans la continuité des classes précédentes, du collège comme du lycée, l’objectif central du thème « L’énergie : conversions et transferts » est désormais de procéder à des bilans d’énergie en s’appuyant sur le premier principe de la thermodynamique. Il s’agit, une fois le système clairement défini, d’identifier les transferts d’énergie, de prévoir leur sens et de procéder à un bilan entre un état initial et un état final de ce système dans le cadre d’une démarche à adapter en fonction des informations disponibles. Les situations étudiées permettent de réinvestir, dans un cadre théorique cohérent, les connaissances des élèves relatives au travail, à l’énergie mécanique et aux effets énergétiques des transformations physiques, chimiques et nucléaires ; une approche simplifiée du bilan thermique du système Terre-atmosphère est proposée. L’étude de l’évolution temporelle de la température d’un système au contact d’un thermostat est l’occasion de proposer une modélisation par une équation différentielle du premier ordre et d’introduire la notion de temps caractéristique. Ce thème peut prendre appui sur un ensemble varié de domaines (transport, habitat, espace, santé et vivant) et permettre de sensibiliser les élèves à la problématique des économies d’énergie par une approche rationnelle. Il peut également être l’occasion d’enrichir les notions étudiées dans le cadre de l’enseignement scientifique relatives aux aspects énergétiques du vivant, au bilan thermique du système Terre-atmosphère en lien avec l’évolution du climat, etc.