Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mm19 °C-5 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 100 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 19 °C et -5 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 6 m²T1 = 19 °CT2 = -5 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mm25 °C7 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 100 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 25 °C et 7 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 10 m²T1 = 25 °CT2 = 7 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Bois, k = 0,1750 mmPolystyrène expansé, k = 0,03525 mm21 °C4 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 50 mm de bois et de 25 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et 4 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 21 °CT3 = 4 °C
Ti = °C
4.Moyen
Brique, k = 0,7250 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mm19 °C-5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 50 mm de brique et de 25 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et -5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 19 °CT3 = -5 °C
Ti = °C
5.Difficile
Laine minérale, k = 0,0450 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 20 °Cextérieur 0 °CQ̇ = ?

Un mur de 50 mm de laine minérale et 150 mm de brique sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 0 °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 perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmBrique, k = 0,7275 mmpièce 21 °Cextérieur -14 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de polystyrène expansé et 75 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -14 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 4 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -14 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 40,8 W/m²
  2. 2. q″ = 30,6 W/m²
  3. 3. Ti = 16,04 °C
  4. 4. Ti = 11,3 °C
  5. 5. Q̇ = 180,9 W
  6. 6. Ts = 19,73 °C

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