Diffusion thermique

Thèmes abordés

Diffusion thermique, conduction, énergie thermique, énergie électrique, résistance thermique, loi de Fourier, thermodynamique

Résumé du document

Diffusion thermique (conduction) : dans un milieu matériel macroscopiquement immobile, il s'agit du déplacement d'énergie transmis de proche en proche à l'échelle microscopique. On l'observe dans les milieux où la température n'est pas homogène, elle se fait depuis les zones de température élevée vers les zones de température faible. Dans les fluides (liquides ou gaz), le phénomène de diffusion thermique est généralement masqué par le phénomène de convection. En revanche, dans les solides opaques, il est le seul qui intervient.

Extraits

[...] = coefficient de conductivité thermique (positif, en W/m.K) 2. Analogies avec l'électricité [jth] = - ?[grad]T ≤> = - ?[grad]V Bilan local d'énergie Symétrie rectangulaire Symétrie cylindrique Symétrie sphérique + terme de source d'énergie interne Description Volume parralèle à l'axe en contact avec 2 thermostats T1 et T2 en x1 et x2 Le courant thermique s'écoule : - selon l'axe de révolution du cylindre - de façon radiale de l'axe vers la périphérie Le courant thermique s'écoule rapidement à l'intérieur d'une boule, du centre vers la périphérie Résultats d?th.dt = ?^2.Q application au cas d'une surface fermé, entre x et x+dx - [jth] = jth[uz] - [jth] = jth[ur] et jth,? [...]

[...] de longueur L et de section S Rth = à l'interface fluide/solide, il est possible de définir, dans un matériau homogène, une résistance thermique équivalente Rth de cette interface Rth = 1/hS 4. Association de résistances thermiques - en série : lorsque le flux thermique ? [...]

[...] Le phénomène de convection est observé au sein des milieux fluides. Rayonnement thermique : c'est l'énergie transférée aux atomes du système par les photons qui constituent ce rayonnement. Ce transport ne nécessite aucun support matériel, c'est une onde électromagnétique émise qui se propage dans le vide et qui est ensuite absorbée. Chaque photon absorbé par le système apporte l'énergie E = Flux de transfert thermique : ?th = ?Q/dt avec Q le transfert thermique à travers une surface S orientée Vecteur densité de courant thermique : à travers une surface S s'appuyant sur un contour orienté ?th = = avec = vecteur unitaire normal à l'élément de surface dS de la surface orientée dS * signe : ?th > 0 = flux entrant (transfert thermique reçu par le système, [jth] vers l'intérieur du volume) ?th [...]

[...] Diffusion thermique 1. Définition Principes de la thermodynamique : pour une transformation élémentaire entre deux instants t et t+dt, pour un système thermodynamique fermé, - 1e principe : dU : + - 2e principe : dS = ?Se + ?Sc Diffusion thermique (conduction) : dans un milieu matériel macroscopiquement immobile, il s'agit du déplacement d'énergie transmis de proche en proche à l'échelle microscopique. On l'observe dans les milieux où la température n'est pas homogène, elle se fait depuis les zones de température élevée vers les zones de température faible. [...]