Modes de transfert thermique et conduction
Les transferts thermiques se produisent selon trois modes principaux :
- La conduction : propagation de l'agitation thermique sans déplacement de matière, du chaud vers le froid.
- La convection : transport d'énergie thermique par mouvements de matière dans un fluide.
- Le rayonnement : transport d'énergie thermique par ondes électromagnétiques.
Le cours se concentre sur la conduction thermique au niveau macroscopique, introduisant des concepts clés :
Définition: Le flux thermique Φ représente la puissance thermique transférée, mesurée en watts W.
Formule: Pour un objet à faces parallèles, le flux thermique est donné par Φ = ΔT / Rth, où ΔT est la différence de température et Rth la résistance thermique.
Vocabulaire: La résistance thermique Rth mesure la capacité d'une paroi à s'opposer au flux thermique, exprimée en K.W⁻¹.
La loi thermique de Newton, une loi phénoménologique, est présentée :
Formule: Pthermique = hSTth−T, où h est une constante en W.K⁻¹.m⁻², S la surface d'échange, et Tth−T la différence de température.
Exemple: Cette loi s'applique à un corps homogène dans un milieu à température constante, décrivant le taux de perte de chaleur proportionnel à la différence de température.