Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Béton, k = 1,420 mm22 °C9 °Cq″ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 20 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 22 °C et 9 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T1 = 22 °CT2 = 9 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Verre, k = 0,96200 mm20 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 200 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 20 °C et 2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 4 m²T1 = 20 °CT2 = 2 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mmBrique, k = 0,72100 mm18 °C1 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de plaque de plâtre et de 100 mm de brique, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 18 °C et 1 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 18 °CT3 = 1 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmBrique, k = 0,7225 mm18 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 25 mm de brique, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 18 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 18 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Brique, k = 0,72150 mmPolystyrène expansé, k = 0,03575 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CQ̇ = ?

Un mur de 150 mm de brique et 75 mm de polystyrène expansé sépare une pièce à 21 °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 8 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Bois, k = 0,17250 mmLaine minérale, k = 0,0450 mmpièce 20 °Cextérieur -15 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de bois et 50 mm de laine minérale sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -15 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 15 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -15 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 910 W/m²
  2. 2. Q̇ = 345,6 W
  3. 3. Q̇ = 140,3 W
  4. 4. Q̇ = 157 W
  5. 5. Q̇ = 70,13 W
  6. 6. Ts = 18 °C

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