Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Laine minérale, k = 0,04150 mm25 °C7 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 150 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 25 °C et 7 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 150 mmA = 6 m²T1 = 25 °CT2 = 7 °C
Q̇ = W
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1710 mm19 °C-14 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 10 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 19 °C et -14 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 12 m²T1 = 19 °CT2 = -14 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,03550 mmBéton, k = 1,425 mm23 °C8 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de béton, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et 8 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 23 °CT3 = 8 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmVerre, k = 0,9625 mm16 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de verre, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 16 °CT3 = -13 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mmBrique, k = 0,7225 mmpièce 20 °Cextérieur 1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 50 mm de plaque de plâtre et 25 mm de brique sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 1 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 20 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 1 °C
Ts = °C
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mmBrique, k = 0,7275 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 100 mm de plaque de plâtre et 75 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 12 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 28,8 W
  2. 2. Q̇ = 6732 W
  3. 3. Q̇ = 155,6 W
  4. 4. Q̇ = 120,7 W
  5. 5. Ts = 15,12 °C
  6. 6. Ts = 17,72 °C

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