Fiches professeur
Transferts thermiques : conduction, convection, rayonnement.
Flux thermique, résistance thermique.
Caractéristiques thermiques des matériaux.
I. APPROCHE SUCCINCTE DES 3 MODES DE TRANSFERTS THERMIQUES .
1. Conduction
Uniquement dans les solides, l’agitation thermique des zones chaudes se transmet vers les zones froides, c’est un phénomène de transport de l'énergie interne dû à une hétérogénéité de l'agitation moléculaire, elle est assurée conjointement par les électrons de conduction et les vibrations du réseau cristallin.
2. Convection
Uniquement dans les fluides, les masses de fluides au contact d’une source plus chaude se dilatent, celle-ci s’élèvent à cause de la poussée d’Archimède elles sont remplacé par des masses plus froides donc plus lourdes. Ce phénomène permet de prélever ou d’évacuer de l’énergie de la source chaude.
Dans les fluides la convection l’emporte sur la conduction,
3. Rayonnement
Un corps émet de l'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique.
Une des particularités de ce rayonnement dit "thermique" est qu'il peut se propager dans le vide. Au niveau microscopique, on peut indiquer que plus la température du corps est élevée, plus l'agitation thermique responsable de l'émission est élevée, une image simpliste est que parmi les éléments soumis à l’agitation il y a des particules qui possèdent des charges électriques celleci émettent un rayonnement comme dans le cas d’une antenne. Le rayonnement thermique est rapidement amorti dans les solides, l’énergie du rayonnement est déposé à « l’entrée » du solide.
4. Expériences il est facile avec des exemples pratiques issues d’observations courantes d’illustrer les modes de transferts décrits ci-dessus.

II.

FLUX DE CHALEUR , DIFFERENCE DE TEMPERATURES ET RESISTANCES THERMIQUES

Entre 2 régions dans des états thermiques différents mesurés par les températures Tc et Tf (indépendantes du temps, régime permanent), va apparaître un flux