Loi thermique de conduction et analogie électrique

Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale

À retenir

• Loi de conduction : = T_int - T_extR_th = TR_th. • Analogie : I ; U T ; R R_th. • Le flux thermique est d'autant plus intense que l'écart de température intérieur/extérieur est grand et que la résistance thermique est faible. • Température d'interface : même flux à travers chaque couche successive.

Le cours

Relation entre flux, résistance et différence de température La conduction thermique à travers une paroi en régime stationnaire obéit à une relation rigoureusement analogue à la loi d'Ohm en électricité : • Loi phénoménologique de la conduction : = T_int - T_extR_th = TR_th avec T = T_int - T_ext > 0. • Tableau des correspondances parfaites entre électricité et thermique : - Potentiel électrique V (Volts) Température T (Kelvins). - Différence de potentiel U = V_1 - V_2 Écart de température T = T_1 - T_2. - Intensité du courant I (débit de charges en C/s ou A) Flux thermique (débit de chaleur en J/s ou W). - Résistance électrique R (Ohms ) Résistance thermique R_th (K/W). - Loi d'Ohm I = U/R Loi thermique = TR_th. • Cette analogie permet de résoudre facilement des réseaux de parois complexes en utilisant les règles d'association de résistances en série et en parallèle.

Dans ce chapitre

• Échelles de température Celsius et Kelvin
• Changements d'état et énergie massique de changement d'état
• Frontières d'un système thermodynamique
• Énergie interne et énergie totale d'un système
• Premier principe de la thermodynamique
• Capacité thermique massique et échauffement sans transition de phase
• Les trois modes de transfert thermique
• Flux thermique et puissance transférée
• Résistance thermique de conduction d'une paroi plane
• Loi thermique de conduction et analogie électrique
• Bilan d'énergie et loi de refroidissement de Newton
• Équation différentielle de l'évolution de la température
• Temps caractéristique de relaxation thermique et réponse indicielle
• Bilan : Synthèse et méthode sur la thermodynamique et les transferts thermiques