Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,17200 mm17 °C-5 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 200 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 17 °C et -5 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T1 = 17 °CT2 = -5 °C
Q̇ = W
2.Facile
Laine minérale, k = 0,04200 mm15 °C-11 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 200 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 15 °C et -11 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T1 = 15 °CT2 = -11 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmBéton, k = 1,4100 mm15 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de polystyrène expansé et de 100 mm de béton, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 15 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,03550 mmBrique, k = 0,72150 mm24 °C-6 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de polystyrène expansé et de 150 mm de brique, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 24 °C et -6 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 24 °CT3 = -6 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Verre, k = 0,96150 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mmpièce 20 °Cextérieur -3 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de verre et 25 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -3 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 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 = 150 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -3 °C
Ts = °C
6.Difficile
Bois, k = 0,17150 mmLaine minérale, k = 0,04150 mmpièce 20 °Cextérieur -14 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de bois et 150 mm de laine minérale sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -14 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 6 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -14 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 112,2 W
  2. 2. Q̇ = 62,4 W
  3. 3. Q̇ = 20,66 W
  4. 4. Q̇ = 366,5 W
  5. 5. Ts = 13,86 °C
  6. 6. Ts = 19,08 °C

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