distribution de chaleur en fonction des capacité calorifiques ?

[invitede3270a5]

Bonjour,

Je souhaite savoir comment se distribue la chaleur dans un cas précis :

Eau chaude 45°C rempli a 90%volume total dans un recipient cylindrique avec un air à l'ambiante 20°C.


Quelle est la proportion de chaleur qui part hors du récipient ?

Celle qui réchauffe l'air ?

Conductivité thermique
(W·m-1·K-1)

conductivité thermique de l'air : 0,0262
conductivité thermique acier doux : 46

Autrement dit cela veut dire que toute la chaleur part vers les parois en majorité ? et qu'une toute petite portion va dans l'air (au dessus de l'eau chaude dans le récipient) à 10% du volume complet et le réchauffe ? mais à combien de degrés à l'équilibre ?


Cdt,
Fuzible
-----

[arrial]

Salut,



La capacité thermique de l'air ici emprisonné est insignifiante devant celle de l'eau : c'est comme si le récipient ne contenait que de l'eau.

La conductivité de l'air ne compte pas : les déperditions vont se faire par convection avec l'environnement [à une température aussi faible, on intègre le rayonnement dans le coefficient global de convection].

@+

[invitede3270a5]

Merci pour ces précisions :

j'avais essayé de discrétiser le probleme

Qeau= Q(fond;eau)+Q(parois cylindre;eau) + Q(eau;air[interieur]) + Q(parois cylindre;air[interieur]) + Q(couvercle-air[interieur])

J'ai juste décomposé mon cylindre rempli d'eau et d'air en morceaux 2 disques (acier : fond , couvercle) 2 cylindres creux (acier) , 2 cylindres pleins (eau et air contenu)

En fait il y a 21,5 cm d'eau et 2,5 cm d'air a l'interieur (évidement c'est pas lourd).
[Je voulais faire le calcul pour n'importe quel gaz y compris des solvants par la suite]


avec dQ=mcdT ;Qeau=meau*Ceau*(Teau-Tambiante)

meme modele pour les aciers :
Q(fond, eau) = macier*Cacier*(Teau-Tamb)
avec macier=Ro(acier)*Vacier (Vacier = ici pi*r²*epaisseur)

Même principe pour chaque surface mais au final j'ai pas le compte.

Y a pas le compte en énergétique (il y aurai le PdV alors ?)

Le probleme c'est que le compte n'y est pas en énérgies.


(en fait il y a un sujet similaire du refroidissement avec quelques elements interessants vis à vis d'une piece) :

http://forums.futura-sciences.com/ph...ee-a-lair.html

refroidissement d'une bassine d'eau chaude: énergie cédée à l'air

Dans ce sujet il y a la taille de la piece hors moi je dit que la piece est géante en fait et qu'on ne réchauffe pas la piece ? (possible ou pas?)

en gros 45°C eau chaude et ensuite aprés un long moment l'eau est refroidie et on arrive à l'équilibre

J'avais pensé a utiliser l'artillerie lourde : Equation de Fourrier thermique en coordonnées cylindriques [en essayant de garder z la hauteur et faisant varier suivant les matériaux traversés : acier, eau, air , acier] : tout ça pour avoir une delta pression au niveau du fond du recipient!!!!

Probleme j'arrive pas a faire le lien avec une delta pression qui correspond à cette perte de chaleur !! (W=Q=PdV ok mais (V1-V2) je connais ni Pression ni le volume final je veux que ça se déforme pas si possible ^^" = W=0 donc je trouve rien !!)

Cdt,
Fuzible

[arrial]

Salut,


La chaleur, dans un premier temps, se répartit dans la mase globale par conduction, et éventuellement dans le sol en contact : c'est le processus le plus rapide.

Ensuite, la chaleur va aller dans la pièce, et se répartir dans l'air, mais également dans les objets et les parois, sans compter un probable flux d'air, une pièce étant rarement étanche : le problème est complexe.

Un enregistrement de la température de surface permettrait de juger de l'étalement des processus dans le temps …

Je ne pense pas qu'une modélisation fine soit réaliste : les incertitudes sont trop grandes dans la phase d'échange avec l'environnement. Ce serait comme évaluer la masse d'un cheveux dans la pesée d'un bonhomme.


@+

[A voir en vidéo sur Futura]