Mesure de la conductivité thermique de la paroi d'un matériau d'un mug

[inviteaf55e375]

Bonjour

J'avais envie avec mes TS d'effectuer une mesure de conductivité thermique CT (même imparfaite) pour illustrer la loi de Fourier.

J'avais envie pour cela de partir du phénomène courant d'un mug de thé (avec couvercle isolant) qui se refroidit dans l'air.
Mais ce n'est pas la convection qui m'intéresse . La situation ne convient pas à moins que je ne sois capable de mesurer précisément la diff de T entre les deux parois du mug .

Du coup je me dis que je pourrais plonger le mug dans une grande bassine d'eau froide .
Mais il ne faut pas que la mesure dépende de la nature de la source froide dans laquelle est plongée le mug.
Je suppose que pour une bonne mesure de conductivité thermique il faudrait que la source froide ait une CT supérieure à celle du matériau étudié, non? (ceci constitue ma question 1)

Sinon j'ai regardé, la CT de l'eau : 0,6 W/mK et de la porcelaine 1W/mK soit proches.
Je vais faire une série de mesures pour voir.

Q1 : voir plus haut
Q2 : quelqu'un a-t-il une idée pour une mesure de conductivité à peu près crédible à base de mug?

Merci


PS : Pour ce qui est de la convection , j'ai fait une série de mesures de T (eau + mug) = f(t) .
(hypoth: T uniforme dans le mug / eau et parois)
J'évalue le flux thermique Phi en me basant sur les capacités thermiques de l'eau et du matériau du mug * et j'obtiens un quotient (Tair-Tmug / (Phi ) constant, ce qui est plutôt encourageant.
(* évaluée au départ, lorsque le mug isolé atteint une T d'équilibre après qu'on ait versé l'eau)
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je pense qu’il suffit d’agiter correctement le contenu du mug et l’eau autour du mug, pour s’assurer que la température des parois est celle de l’ensemble du fluide aussi bien l’intérieur comme à l’extérieur.
Au revoir.

[Boumako]

Bonjour

Sinon j'ai regardé, la CT de l'eau : 0,6 W/mK et de la porcelaine 1W/mK soit proches.

La comparaison n'est pas judicieuse ; il faut prendre en compte les épaisseurs. A travers le mug on a environ 4mm, soit 1 / 0.004 = 250 W/K.
A travers les interfaces la couche d'eau "isolante" est variable, selon l'agitation du liquide. En gros entre 3 et 0.3mm.

Il sera très difficile d'obtenir un résultat cohérents car de nombreux phénomènes transitoires vont influencer l'évolution des températures. Il serait plus judicieux de placer une résistance dans le mug et mesurer la température d'équilibre.

[inviteaf55e375]

Merci pour la méthode, je suis d'accord.
Je tâcherai d'essayer.
Cela dit j'ai qd même essayé , avec la précaution d'agiter l'eau à l'ext et à l'int j'obtiens une Rth fluctuant entre 0,2 et 0,3 usi , soit en tenant compte de l'épaisseur et de la surface du mug une conductivité thermique du mm ordre de grandeur qu'attendu (en thermo il faut être modeste^^) soit 0,7 W/mK .
Au revoir

[A voir en vidéo sur Futura]