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Cours propagation de la chaleur

PROPAGATION DE LA CHALEUR I LES DIFFÉRENTS MODES DE PROPAGATION L'échange de chaleur qui se produit entre deux corps qui sont à des températures di ?érentes peut se faire selon trois modes a Par conduction La chaleur se propage de proche en proche à travers la matière sans qu'il n'y ait transfert de cette dernière La conduction se produit donc dans les solides elle correspond à la propagation de l'énergie cinétique d'agitation thermique que possèdent les particules constituant la matière b Par convection dans un uide les di ?érences de température produisent des di ?érences de densité pouvant amener des mouvements de la matière dits mouvements de convection On a transfert de matière c'est pour cela que l'on ne rencontre pas ce moyen dans les solides c Par rayonnement les corps émettent de l'énergie par leur surface sous forme de radiations C'est un moyen qui n'a pas besoin de support matériel on le rencontre donc dans le vide Tous les corps transparents permettent à la chaleur de se propager ainsi On se placera dans la situation du régime permanent pour le ux de chaleur c'est-à-dire qu'on se place dans le cas o? la propagation de la chaleur se fait sans accumulation tout le ux est transmis intégralement II LA CONDUCTION Soit une paroi plane à deux faces et d ? épaisseur e l'une à la température T et l'autre à la température T On suppose que T T De la chaleur va donc se propager de la face à la face Le ux thermique ? qui traverse la surface S est égal à la quantité de chaleur qui la traverse par unité de temps Il vaut donc ? ? Q ?? ? ??t Q étant la quantité de chaleur qui a traversé S pendant le temps t L'unité de ? est le J s- c'està-dire le watt on appelle aussi ? la puissance thermique Si on exprime le ux par unité de surface on obtient la densité de ux ?? qui vaut ?? ? ? ? S Son unité est le watt par mètre carré W m- Le ux thermique qui traverse une section S du milieu à l'instant t est donné par la loi de Fourier Cle coe ?cient ? est appelé conductivité thermique du milieu Il s'exprime en W m- K- On peut écrire la relation ci-dessus sous la forme ? ? T S R Cette expression est à rapprocher de celle de la loi d'Ohm U - U R I Le facteur R S joue le même rôle que la résistance électrique R d'o? le nom de résistance thermique par unité de surface qui lui est donné elle s'exprime en m K W- Le facteur s'exprime en K W- c ? est la résistanc e thermique de toute la paroi Matériau Air Liège expansé PVC Fibres minérales Mousse de verre Liège ? Matériau Vermiculites Béton Verre Marbre Fer Aluminium ? à à Un mur est rarement constitué d'un matériau unique il comporte le plus souvent un enduit