Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mm18 °C-9 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 250 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 18 °C et -9 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 4 m²T1 = 18 °CT2 = -9 °C
Q̇ = W
2.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,03520 mm22 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 20 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 22 °C et 2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T1 = 22 °CT2 = 2 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmVerre, k = 0,9625 mm20 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de verre, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -9 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 20 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
4.Moyen
Brique, k = 0,72100 mmVerre, k = 0,9625 mm25 °C1 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 100 mm de brique et de 25 mm de verre, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et 1 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 100 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 25 °CT3 = 1 °C
Ti = °C
5.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmBrique, k = 0,7250 mmpièce 20 °Cextérieur -4 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de polystyrène expansé et 50 mm de brique sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -4 °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 perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -4 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Verre, k = 0,9650 mmBéton, k = 1,4150 mmpièce 21 °Cextérieur -3 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 50 mm de verre et 150 mm de béton sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -3 °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 10 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -3 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 73,44 W
  2. 2. Q̇ = 210 W
  3. 3. Ti = −8,825 °C
  4. 4. Ti = 4,789 °C
  5. 5. Q̇ = 92,71 W
  6. 6. Ts = 11,81 °C

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