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Approche intuitive de la formule du flux thermique

Transcription de la vidéo

alors on va ici essayer d'avoir une approche un peu intuitive la formule de transfert thermique donc notre système est le suivant on a deux gaz qui sont séparés par une membrane un gaz à gauche à une température ta1 gaza droite à une température tb la température du gaz à gauche terra est plus élevé que la température du gaz à droite tb la surface de contact qui sépare nos de gaz c'est celle de cette membrane ou annoter grantham et enfin l'épaisseur de la membrane ces petits dés puisqu'on a un gaz à gauche qui est une température plus élevée il va y avoir un transfert de chaleur à travers cette membrane de la gauche vers la droite du gaz à température le plus élevé vers le gaz le plus froid et donc la question à laquelle on cherche à répondre c'est comment varie ce transfert de chaleur par unité temps en fonction des différents paramètres qu'on a listés ici alors on peut se demander ce qui va se passer si notre air notre surface de cette membrane augmente et bien logiquement à ce moment là si la surface augmente il y a plus de molécules du ce gaz chauds qui peuvent venir entré en collision avec la membrane est donc participé au transfert thermique donc la chaleur par unité de temps transféré à travers cette membrane va augmenter et inversement si on a l'air qui diminue la membrane à une surface beaucoup plus faible logiquement on va avoir moins de collisions sur cette membrane au niveau des molécules du gaz est donc un transfert thermique moins efficace donc qu / thé qui va diminuer alors qu'est ce qui se passe maintenant si on augmente l'épaisseur de cette membrane bien logiquement si on augmente l'épaisseur de cette membrane le transfert thermique va être moins efficace des molécules du gaz de gauche non de voir chauffer une plus grande quantité de matière avant d'atteindre le gaz de droite donc le taux de transfert thermique qu sûreté et bien va diminuer de manière opposée si on diminue l'épaisseur de cette membrane qu'est-ce qui se passe encore une fois c'est logique si on diminue l'épaisseur cette membrane le taux de transfert thermique great de plus en plus efficace le gaz de gauche à moins de matière dans la membrane chauffer avant de transférer sa chaleur au gaz de droite donc on va avoir qu sûreté qui augmente et donc intuitivement on voit apparaître que effectivement peut-être que q sûreté va dépendre de l' inverse de cette épaisseur 1 sur des alors maintenant dernière variable qu'on va regarder c'est la différence t as - tb donc qu'est ce qui se passe si cette différence de température augmente et bien logiquement si la différence de température est plus importante on va avoir un transfert de chaleur plus important également donc le taux de transfert thermique sûreté va augmenter et l inverse on se rend bien compte que si par exemple la température du gaz a hélas même que la température du gaz b alors à ce moment-là le transfert thermique est nul alors à partir de ce qu'on vient de dire est ce qu'on peut en déduire une formule intuitive pour caractériser ce transfert thermique la quantité d'énergie thermique qui traverse cette surface par une taie tant qu'on peut appeler aussi flux thermiques et bien ce flux thermique est proportionnel avec une certaine constante que je vais appeler lambda a l'air de notre membrane donc grand art et à la différence de température t as - tb est inversement proportionnel donc je divise par l'épaisseur de notre membrane alors qu'est ce que cette constante de proportionnalité lambda c'est ce qu'on appelle la conductivité thermique du matériau qui dépend effectivement de quoi est constitué cette membrane donc on l'avait vu dans la vidéo précédente la conductivité thermique par exemple du métal est plus importante que la conductivité thermique du poids certains matériaux vont transférer la chaleur de manière plus efficace donc pour résumer en utilisant le bon sens et un peu de raisonnement physique sur cet exemple précis on a pu dériver une formule que je dirais intuitive pour caractériser la quantité d'énergie thermique qui traverse cette surface par unité tant qu'entité qu'on appelle aussi le flux thermiques donc qu sûreté c'est égal à lambda la conductivité thermique du matériau en question fois grand un four la différence de température t as - tb sur des et on voit par exemple que si au contraire on cherche à minimiser ce flux thermiques qu sûreté on a intérêt à prendre une surface de contact la plus petite possible une épaisseur de membranes la plus grande possible est un matériau dans la conductivité thermique est très faible