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19  Thermodynamique: transfert, flux et résistance thermiques
Après un premier chapitre de thermodynamique sur la température et les échanges de chaleur par simple mélange, on s’intéresse à présent à des transferts de chaleurs plus variés.
On ne se demande plus qu’est-ce que la chaleur ou quelle est la température finale à l’issue d’un mélange. Non, cette fois, on se demande comment peut-on communiquer de la chaleur, la transférer ? Mais aussi, inversement comment peut-on la conserver, comment l’empêcher de se dissiper ? Le problème au coeur de ce chapitre est très concret : déterminer l’énergie thermique qu’il faut fournir à une habitation pour la maintenir à température constante.

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Le cours

Deux vidéos pour aller droit à l’essentiel. La première présente les trois types de transfert thermique : conduction, convection et rayonnement. La deuxième vidéo explique les deux concepts clefs du chapitre : flux thermique et résistance thermique qui permettront de résoudre la plupart des problèmes.


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01 Les types de transfert thermique

On voit dans cette vidéo que la chaleur peut se communiquer de différentes manières :
- De proche en proche, par contact, dans les solides, c’est ce qu’on appelle la conduction.
- Par l’apparition de courants liés aux différences de densité dans les fluides, on parle alors de convection.
Enfin, on verra que la chaleur peut également se faire à distance, sans support matériel, par rayonnement.
Illustration de ces trois types de transferts thermiques dans cette première vidéo…


02 Flux thermique et résistance thermique

Afin de déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une maison on présente d’abord le concept de flux thermique et ses deux formules. On explique en détail leurs significations et comment les utiliser concrètement dans les exercices. Dans la foulée on fait subir le même sort à la résistance thermique :
- Qu’est ce que c’est ?
- Quelle est l’origine et la signification de la formule qui permet de la calculer ?
Après avoir vu cette vidéo, tu seras prêt à attaquer les exercices.

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Les exercices

Deux exercices de synthèse vont nous permettre de faire un tour des principales questions et calculs qu’on doit le plus souvent effectués dans ce chapitre.


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01 Chauffage d’une maison : flux thermique et résistance thermique

Dans cet exercice, on étudie la consommation d’électricité nécessaire pour maintenir constante la température dans une vieille bâtisse mal isolée.
On croise les principales questions qu’il faut savoir résoudre dans ce chapitre :
- Calcul de la chaleur nécessaire pour maintenir constante une température dans un bâtiment.
- Coût induit par cette dépense énergétique après conversion de l’énergie en kWh
- Passage de puissance à énergie pour un appareil électrique
- Construction d’un schéma bilan énergétique.
Un problème absolument incontournable pour maîtriser ce chapitre.


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Le bilan

L’essentiel de ce qu’il faut savoir et savoir faire dans ce chapitre.


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