Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Verre, k = 0,96150 mm25 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 150 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 25 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 12 m²T1 = 25 °CT2 = 0 °C
Q̇ = W
2.Facile
Verre, k = 0,96200 mm18 °C6 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 200 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 18 °C et 6 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 10 m²T1 = 18 °CT2 = 6 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04100 mmPolystyrène expansé, k = 0,03525 mm19 °C4 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de laine minérale et de 25 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et 4 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 19 °CT3 = 4 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mmLaine minérale, k = 0,04150 mm20 °C-3 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de plaque de plâtre et de 150 mm de laine minérale, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -3 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 20 °CT3 = -3 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mmBois, k = 0,1725 mmpièce 22 °Cextérieur -2 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de plaque de plâtre et 25 mm de bois sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -2 °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 12 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -2 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Brique, k = 0,72150 mmPlaque de plâtre, k = 0,17150 mmpièce 20 °Cextérieur -4 °CQ̇ = ?

Un mur de 150 mm de brique et 150 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -4 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 20 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -4 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 1920 W
  2. 2. q″ = 57,6 W/m²
  3. 3. Q̇ = 37,33 W
  4. 4. Q̇ = 79,53 W
  5. 5. Q̇ = 322,3 W
  6. 6. Q̇ = 367,2 W

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