Propriétés thermiques : conduction, convection, rayonnement

Résumé du document

Fichier divisé en 4 chapitres parlant des propriétés thermiques des matériaux et des différentes façons d'échanger thermiquement (conduction, convection, rayonnement).

Extraits

[...] RCT W.m-1 λ coefficient de conductivité thermique RCT = σ rf λ E ×αl II) Transfert thermique 1. Température et chaleur Différence entre T et Q T et Q sont deux grandeurs différentes Quantité de chaleur Energie Joule 1 calorie (cal) 4,185 J Thermie 106 J Capacité calorifique La capacité calorifique est la propriété qui indique l'aptitude du matériau à absorber de la chaleur : quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1°c. C dQ dT C en J.mol-1.K-1 ramené à l'unité de masse (chaleur massique Pa extension : T1 T dQ m dT c en J.kg-1.K-1 Q = m c Elle peut se mesurer à volume ou pression constante. [...]

[...] Propriétés thermiques Dilatation des solides 1. Introduction Quand un matériau absorbe de l'énergie thermique donc les dimensions varient. La chaleur va des hautes températures vers les basses températures. Propriétés thermiques les plus importantes : Dilatation thermique Capacité calorifique Conductivité thermique Dilatation thermique Dilatation linéaire C'est un changement de longueur. l = l 0 + α l t ) l0 l αl t Longueur à Longueur à T Coefficient de dilatation linéaire Ecart de température αl = l l0 l0 t αl = l0 Par extension : l = l α l ) Exemple Un mètre en acier exact à 20°c. [...]

[...] Echanges thermiques Il en existe de 3 types : Conduction (Dans les solides) Convection (Dans les liquides) Rayonnement (Propagation d'ondes électromagnétiques) Cv 25 J.mol-1.K- La conduction Généralité Enceinte isolante thermiquement Température T1 Température T2 Transfert de chaleur des hautes températures vers les basses températures. II) Loi de Fourier (régime permanent) Au départ : T1 T2 Au cours du temps T1 = T2 Text θext θint Tint Paroi Energie thermique dQ qui traverse pendant le temps dt une paroi est proportionnelle à la surface de cette paroi. L'énergie thermique est d'autant plus grande que l'écart de température est grand. [...]

[...] Les pores accentuent également la concentration de contrainte. σ rf = σ 0 e Exemple : Tige de laiton fixée solidement A 20°c aucune contrainte ; E = 100 GPa ; α l = 20.10 Calculer la température max pour que la contrainte de compression [...]

[...] De combien est il faux ? l = l α l ) = (20 10 ) = 0,12mm 1 Quelques ordres de grandeur Dilatation volumique Comme Alors l = l 0 + α l t ) et V = l3 V = 0 + α l t V = l0 + α l t ) V = l + 3α l t + 3α l + α l t ( ) V l0 + 3α l t ) 3 α l 10 α l 10 α l 3 10 On pose V0 = l0 Donc : 3 et α V = 3α l V V0 + α V t ) 2 En raisonnent de manière identique : αv = V V0 V0 α v = v Variation de la masse volumique A t = ρ0 = m V0 A t m = identique et V = V0 + α V t ) Donc ρ= m V0 + α V t ) ρ= ρ0 + α V t ) Importance pratique de la dilatation des solides Exemple Variation de volume en fonction d'une variation de température et de pression. [...]