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T(K°) = T(°C) + 273
T(K°) = 20 + 273 = 293K°
La température en degré Fahrenheit :
( )( )3259+°=°CTFT
( )FFT°=+=°683220.5Exercice 02 :
Quelle est la quantité de chaleur équivalente à 8,3 KJ ?Exprimer 1 Kcal/heure en Watts.
Conversion du Joule au calorie :
Q = 8,3 KJ
1 cal = 4,18 J
Alors 8,3 KJ = 8,3. 1000 KJ = 8300 /4,18 cal = 1985 cal = 1,985 Kcal ≈ 2 Kcal1 Kcal /heure = 1000/3600 (cal/s) = 1000.4,18 /3600 (J/s) = 4180/3600 watts = 1,16 watts.
Exercice 03 :
Déterminer la chaleur massique d'un corps de masse 10 Kg, si pour élever sa température de 10 °C, il
faut une quantité de chaleur de 100 Kcal ?Rappel :
La chaleur massique, chaleur spécifique, chaleur spécifique thermique ou encore capacité calorifique,
désignée par C, par Cp à pression constante ou Cv à volume constant. On définit la quantité de chaleur apportée à un corps par :TCmQΔ=Δ..
M : Masse du corps.
C : Capacité calorifique ou Chaleur massique.
TΔ : Ecart de température.
Remarque :
La température est le niveau auquel se trouve l'agitation thermique d'un corps.La Chaleur est l'énergie (apportée ou enlevée) (à/d'un) corps pour (augmenter/diminuer
respectivement) sa température.C'est comme le cas de deux réservoirs d'eau de capacités différentes et de même hauteur. Pour avoir
le même niveau d'eau dans les deux réservoirs, on doit apporter différentes quantités d'eau dans les
deux. Donc, le réservoir de grande capacité nécessite une grande quantité pour atteindre le même
niveau que dans le petit réservoir.De la même façon, si on veut augmenter la température (de T à T') des deux quantités d'eau dans les
deux réservoirs, on doit apporter beaucoup plus de la chaleur au contenu du deuxième réservoir que
celle apportée au petit (premier réservoir). Niv 1 Niv 2 Niv 3Réservoir Réservoir
m1 m2TCmQΔ=Δ..11
TCmQΔ=Δ..22
II. Physique du bâtiment 2 - Thermique Corrigé de la série de TD N° 3 2Dans l'exercice :
TCmQΔ=Δ..?CKgKcal
CKgcal
TmQC°=°==Δ
Δ=.1.100010.101000.100
Exercice 4 :
Déterminer la quantité de chaleur QΔ échangée par heure à travers une paroi de surface S=1 m2, sou
un écart de température de 20 °C. Le coefficient de transmission de la chaleur de la paroi Cm°=.5,12
Rappel :
Flux de chaleur :
On définit le flux par la loi suivante :
TSktQΔ=ΔΔ=Φ.. en (J/s) ou Watt.
Avec, K : Coefficient de transmission de la chaleur, S : la surface d'échange et TΔ : Ecart de
température. Rapporté à la surface, on définit la densité du flux :TkΔ=.? en W/m2.
Le transfert thermique s'effectue par trois modes :1. Par conduction : La chaleur se transmet du corps chaud au corps froid par le contact direct :
Molécules et atomes (en agitation thermique ou vibration thermique). La loi de transfert de chaleur par conduction ou loi de Fourrier :TSΔΔ-=Φ..λ
λ : Coefficient de conductibilité thermique en Cm12TTT-=Δ. Cette différente est négative, ce qui explique le signe de Φdans la loi de Fourrier.
En comparaison avec la loi de transfert de la chaleur universelle : TkΔ=.?, on conclut que :
xKΔ=λest exprimé en Cm .2.2. Par convection : La chaleur se transmet du corps chaud au corps froid par un fluide. Pour la
convection, on définit la loi de Newton :TShΔ=Φ.. , h : Coefficient de transmission de la chaleur par convection, exprimé en Cm
.2. Il dépend du fluide et de l'orientation du jet par rapport à la surface.3. Par rayonnement : A travers les photons ou ondes électromagnétiques de différentes longueur
d'ondes. Tout corps, à une température supérieur à 0 K°, émet un rayonnement et donc, une chaleur.
Exemple : rayonnements solaires.
Pour étudie le phénomène, on doit définir le corps noir, opaque et transparent. Et on étudie les rayons
lumineux : incidents, réfléchis, absorbés et émis. Pour cela, ils existent différentes lois qu'on trouve
dans la littérature scientifique. ΔxChaud Froid
II. Physique du bâtiment 2 - Thermique Corrigé de la série de TD N° 3 3Dans l'exercice :
Le flux de la chaleur échangée :
TSkΔ=Φ.. = 20.1.5,1 = 30 W.
La puissance ou énergie échangée par heure :3600.30.
=ΔΦ=ΔTQ= 108000 J= 108 KJ.Exercice 05 :
Quelles longueurs initiales 01l et 02l à 0 °C doivent avoir respectivement une tige d'acier et une tige de
cuivre pour que leur différence de longueur lΔ soit toujours égale à 10 cm et ce quelque soit leur
température ?On donne )
Kacier110.2,15α et )
Kcuivre110.7,15α.
Rappel :
Dilatation et compression :
Les corps se dilatent et se compriment avec l'augmentation ou la diminution de la température selon
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