Conduction & Convection

[invite7473b9f4]

Bonjour à tous et à toutes!



Je me posait une question à propos des transferts de chaleur. Dans un même métal, le transfert de chaleur se fait principalement par conduction, et de la chaleur s'évacue par convection..n'est-ce pas..?
Quand est-il si l'on veut transférer de la chaleur entre 2 barre de métal différent? Les barres étant séparables, et imaginons, simplement mises bout à bout. La chaleur ne peux pas se transférer par conduction, si? Car, selon mon cours, la conduction met en jeu des transferts d'énergie au nveau des molécules d'un même milieu. Or, les 2 barres ne sont pas "un même milieu".



Le transfert se fait-il donc essentiellement pas convection? Et le rayonnement dans tout ça? J'aimerais creuser un peu le sujet, sans passer par l'analogie résistances thermiques (si c'est possible!)...
En fait, auriez vous une idée de ce qui se passe à l'interface??


Je suis preneur des moindres pistes qui pourraient m'aider à comprendre!
En vous remerciant!


DjuL
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[invite7ce6aa19]

Bonjour à tous et à toutes!



Je me posait une question à propos des transferts de chaleur. Dans un même métal, le transfert de chaleur se fait principalement par conduction, et de la chaleur s'évacue par convection..n'est-ce pas..?
Quand est-il si l'on veut transférer de la chaleur entre 2 barre de métal différent? Les barres étant séparables, et imaginons, simplement mises bout à bout. La chaleur ne peux pas se transférer par conduction, si? Car, selon mon cours, la conduction met en jeu des transferts d'énergie au nveau des molécules d'un même milieu. Or, les 2 barres ne sont pas "un même milieu".

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Bonjour,

Si tu poses une casserolle chaude sur un support, il y a bien conduction de la chaleur et ce quelque soit la nature respective des matériaux solides.

[invite7473b9f4]

D'accord...

Dans ces cas la, si on passe d'un milieu plus conducteur à un milieu moins conducteur...Comment se passe la conduction à l'interface? Toute l'énergie ne peut pas se transférer du métal le plus conducteur à l'autre uniquement par convection?ou alors, elle est emmagasinée "en bout de barre" (En négligeant la convection?),comme une "énergie potentielle de chaleur"?


Le flux thermique ne va tout de même pas faire marche arriere?!?

[invite7ce6aa19]

D'accord...

Dans ces cas la, si on passe d'un milieu plus conducteur à un milieu moins conducteur...Comment se passe la conduction à l'interface? Toute l'énergie ne peut pas se transférer du métal le plus conducteur à l'autre uniquement par convection?ou alors, elle est emmagasinée "en bout de barre" (En négligeant la convection?),comme une "énergie potentielle de chaleur"?


Le flux thermique ne va tout de même pas faire marche arriere?!?

L'analogie avec 2 résistances électrique en série est totale.
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La chute de potentiel entre 2 résistances électriques inégales se réparti selon:

V = R1.I + R2.I

Pour la conduction thermique

tu remplaces V par la différence de température et I par le flux de chaleur. R1 et r2 sont des résistances thermiques.

Il n'y a pas de problème à l'interface entre les 2 métaux que soit pour l'électricité ou la chaleur.
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Dans les 2 cas tout se passe comme si il y avait un écoulement d'une rivière qui va de haut en bas. Dans ce cas tu remplaces les résistances par des pentes.
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Tu peux jouer sur toutes ces analogies.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7473b9f4]

Merci pour les réponses, et désolé pour la mienne un peu tardive.
Cependant, un point reste flou...


Pour éclaircir, j'appellerais barre 1, une barre de métal de conductivité thermique élevée, et barre 2,une barre de métal de conductivité thermique faible.


Imaginons alors que l'on mette bout à bout les 2 barres, et qu'elles soient isolées. Jusque la, pas de soucis. Chauffons la barre 1. Un flux de chaleur se propage alors dans la barre. Il passe par conduction dans la barre 2, selon tes dires. Nommons alors Phi_1 le flux dans la barre 1, et Phi_2 le flux dans la barre 2. Phi_2 < Phi_1, mais qu'en est-il de la différence de flux?

Dans tout les cas, le flux n'est pas constant. (dsl, la salle info ferme la, j'ai pas le temps d'aller + loin).


Merci!

[invite6dffde4c]

Car, selon mon cours, la conduction met en jeu des transferts d'énergie au nveau des molécules d'un même milieu. Or, les 2 barres ne sont pas "un même milieu".

Premièrement, il ne faut pas oublier ce qu'est la chaleur. La chaleur est l'état d'agitation thermique des molécules, atomes et électrons, aussi bien dans un solide, un liquide ou un gaz.

Dans un solide, uniforme ou non, la conduction de chaleur se fait par deux mécanismes. Si le solide est conducteur (comme un métal) ce sont les électrons libres (de conduction électrique), principalement, qui transmettent la chaleur. Dans un isolant il n y a pas des électrons libres et la conduction se fait par la transmission de l'agitation thermique de proche en proche des atomes et molécules du solide. Cette conduction est moins efficace que la conduction électronique (sauf une ou deux exceptions). Un cristal isolant conduit la chaleur d'autant mieux qu'il est dur (les atomes sont plus fortement liés avec leurs voisins.

Merci pour les réponses, et désolé pour la mienne un peu tardive.
Cependant, un point reste flou...


Pour éclaircir, j'appellerais barre 1, une barre de métal de conductivité thermique élevée, et barre 2,une barre de métal de conductivité thermique faible.


Imaginons alors que l'on mette bout à bout les 2 barres, et qu'elles soient isolées. Jusque la, pas de soucis. Chauffons la barre 1. Un flux de chaleur se propage alors dans la barre. Il passe par conduction dans la barre 2, selon tes dires. Nommons alors Phi_1 le flux dans la barre 1, et Phi_2 le flux dans la barre 2. Phi_2 < Phi_1, mais qu'en est-il de la différence de flux?

Dans tout les cas, le flux n'est pas constant. (dsl, la salle info ferme la, j'ai pas le temps d'aller + loin).


Merci!

Le flux de chaleur est un flux d'énergie. Et comme toute énergie il ne se perd pas. Une partie est utilise à chauffer l'endroit et le reste continue son chemin.
Dans un contact entre les deux barres, que le contact soit bon au mauvais, l'énergie sui sort d'une d'elles passe dans la seconde. Il n'y a pas de différence de flux. Si le contact est mauvais, la puissance (énergie/temps) transmise sera plus faible.

Pour des objets qui ne sont pas en contact, la chaleur peut se transmettre par convection et par radiation.

[invitec336fcef]

bonjour,

dans l'exemple proposé, la barre 1 chaufferait, et si le transfert thermique entre 1 et 2 est très faible, la température à l'extrémité droite de la barre 1 pourrait atteindre une température proche de l'extrémité gauche. Dans ce cas, le flux thermique tend vers 0. Mais il ne faudrait pas oublier la convection sur les parois latérales, qui fera irrémédiablement baisser la température, et donc le flux ne peut jamais être nul.

++