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1. Introduction On considère un système à une dimension où la température T est fonction d'une abscisse rectiligne x et du temps t. On note λ la conductivité thermique du matériau (supposée uniforme et constante), ρ la masse volumique, c la capacité thermique massique (à pression constante pour les gaz). On prend en compte une éventuelle dissipation électrique ou chimique, en définissant une puissance dégagée par unité de volume, notée σ(x). La loi de Fourier de la conduction thermique relie la densité surfacique de flux thermique au gradient de température: La figure suivante donne les ordres de grandeur des conductivités Figure pleine page La conservation de l'énergie s'écrit: On obtient ainsi l'équation de diffusion thermique, appelée aussi équation de la chaleur: Le coefficient de diffusion thermique est Materiau λ (W/m/K) ρ (kg/m 3) c (J/K/kg) D (m 2 /s) Aluminium 237 2700 897 9. 8e-05 Fer 80. 2 7870 449 2. 3e-05 Tungsten 174 19300 132 6. 8e-05 Eau(l) 0. La diffusion thermique en. 61 1000 4180 1. 5e-07 Eau(s) 2.
Valeurs de diffusivité de quelques matériaux [ modifier | modifier le code] Valeurs typiques, assez variables dans le bâtiment, suivant les conditions de préparation et composition des matériaux, comme le béton, la brique, le bois, la terre ou l'argile, mais restant grossièrement proches de 10 −6 m 2 /s (entre 0, 1 et 1, 5 × 10 −6 m 2 /s), sauf pour les métaux (très fonction de leur pureté) et les isolants usuels très légers à diffusivité bien plus grande, avec des conséquences pratiques [ 3].
C'est la profondeur à laquelle l'amplitude du signal est amortie d'un facteur e ( constante d'Euler) [ 2]: δ est la profondeur de pénétration (exprimée en mètres dans le Système international), ω la pulsation du signal périodique de température ( rad/s). Le signal sinusoïdal de température à la profondeur dans le massif semi-infini est amorti de façon exponentielle dans cette épaisseur avec une longueur caractéristique par un coefficient et retardé avec un déphasage de radians. Au-delà de deux à trois fois cette longueur caractéristique de pénétration par diffusion, presque rien ne pénètre des oscillations sinusoïdales de température. Cette longueur de pénétration pour un matériau typique à diffusivité de 1 mm 2 s −1 ( ex. La diffusion thermique et phonique. : argile ou terre) pour une période est de, soit 17 cm pour un jour ou 3, 2 m pour un an. Par conséquent, au-delà de 10 m de profondeur, les oscillations annuelles de température ne se reflètent pas. Dans la terre pleine d'humus très riche en végétaux comme la paille (mur en torchi), ce peut être trois fois moins.
Convection thermique: définition En mécanique des fluides, la convection est un transfert d'énergie thermique qui s'accompagne d'un transport de la matière à l'état de fluide. Ce fluide peut être un gaz ou un liquide. La convection induit un déplacement global de la matière. Le mouvement de la matière se fait de manière verticale, de haut en bas ou de bas en haut. Les zones du fluide plus denses descendent, tandis que les parties moins denses montent. La convection thermique désigne également le transfert thermique occasionné entre un fluide en mouvement et une paroi solide. Diffusivité thermique — Wikipédia. Il existe deux types de convection: la convection naturelle et la convection forcée. Quelques exemples de convection thermique L'exemple le plus courant et facilement explicable de convection thermique est le mouvement de l'eau dans une casserole d'eau que l'on chauffe. L'eau chaude qui est moins dense monte par le centre. Quand celle-ci touche la surface, en contact avec l'air froid du dessus, l'eau perd en température et devient plus dense.
Cette grandeur est fortement liée à l' effusivité thermique (L'effusivité thermique d'un matériau est donnée par la formule: où λ est sa... ). Par exemple, lorsque l'on marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un... ) sur du sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites... ) chaud, on ressent une sensation de brûlure (La brûlure est une destruction partielle ou totale pouvant concerner la peau, les parties... Cela s'explique par le fait que le sable a une plus grande diffusivité que le pied; le sable impose donc sa température à notre corps, de manière plus importante que notre corps impose sa température au sable. Qu'est-ce que la diffusion ? - Matière et Révolution. Portail de l' énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la... ) Cet article vous a plu? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis!
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