Temps et transfère de chaleur par un isolant (aide)

[invite6e97e5a7]

On cherche à refroidir une bouteille de champagne d'une température initiale T=20°C à une température T=8°C.

On la place dans un mélange eau glaçon à 0°C. Quel temps faut il pour refroidir la bouteille de surface 500cm2 et de chaleur spécifique 4 kJ / K.

coeff d'échange convectif eau bouteille: 800W m-2 K-1.

corrigé


énergie cédée par la bouteille de champagne :
4*(20-8)= 48 kJ.

0,8 kW (ou kJ s-1) sont échangés par une surface de 1 m²

500 cm² =5 dm² =0,05 m²

0,05*0,8 =0,04 kJ s-1 ou 40W échangé par la bouteille pour une différence de température de 1°C.

initialement la bouteille est à 20 °C et le mélange eau glaçon reste à O°C.

en conséquence durant la première seconde , 40*20 =800 J sont échangés.

finalement la bouteille est à 8°C et le mélange eau glaçon est à 0°C

en conséquence durant la dernière seconde , 40*8 =320 J sont échangés.



soit 48 000 = (800-320)*t / 2

d'où t = 200 s.



Voilà l'énoncé d"un problème. J'ai essayé à l'aide de celui de trouver une valeur pour d'autres données (ci-dessous). Cependant, je touve une valeur exorbitante.
Donc si quelqu'un pouvait m'aider. Merci



On cherche à savoir, pour une cuve de 1000 litres d'eau, de température initiale T=27 degrès, combien de temps faut il pour que cette température baisse d'un degrès T=26 degrès.
On la place dans un endroit à 0 degrès (air) et isolée de cette température par une couche de mousse polyorétane ( U = 0,026WmK - R = 3,85m²kW)
La surface de contact est de 6m²
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[phys4]

0,05*0,8 =0,04 kJ s-1 ou 40W échangé par la bouteille pour une différence de température de 1°C.

initialement la bouteille est à 20 °C et le mélange eau glaçon reste à O°C.

en conséquence durant la première seconde , 40*20 =800 J sont échangés.

finalement la bouteille est à 8°C et le mélange eau glaçon est à 0°C

en conséquence durant la dernière seconde , 40*8 =320 J sont échangés.

soit 48 000 = (800-320)*t / 2

d'où t = 200 s.

Bonjour,
C'est correct pour les quantités de chaleur échangées à la première et à la dernière seconde.
Pour obtenir le durée il faudrait faire un log de la variation de température car la courbe de variation n'est pas linéaire, c'est une exponentielle.
Vous pouvez faire une approximation en prenant la moyenne des échanges
(800+320)/2
je ne comprends pas pourquoi vous avez fait la différence ?

[phys4]

Voilà l'énoncé d"un problème. J'ai essayé à l'aide de celui de trouver une valeur pour d'autres données (ci-dessous). Cependant, je touve une valeur exorbitante.
Donc si quelqu'un pouvait m'aider. Merci

On cherche à savoir, pour une cuve de 1000 litres d'eau, de température initiale T=27 degrès, combien de temps faut il pour que cette température baisse d'un degrès T=26 degrès.
On la place dans un endroit à 0 degrès (air) et isolée de cette température par une couche de mousse polyorétane ( U = 0,026WmK - R = 3,85m²kW)
La surface de contact est de 6m²

Pour cette seconde partie, il faut voir qu'il s'agit d'une très bonne isolation : seul le coefficient U est utilisable, R ne sert pas avec les données que nous avons.
L'unité correcte pour U est W m-2 K-1

Vous devriez trouver environ 12 jours.

[RomVi]

Bonjour

Pour cette seconde partie, il faut voir qu'il s'agit d'une très bonne isolation : seul le coefficient U est utilisable, R ne sert pas avec les données que nous avons.
L'unité correcte pour U est W m-2 K-1

Il s'agit d'une erreur d'intitulé et non d'unité, cette valeur correspond au lambda de l'isolant, et ne nous est pas utile. Seule la valeur de R importe.
Avec R = 3,85 on a une valeur U = 0,26 (10cm d'isolant).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6e97e5a7]

Merci

Du coup, je peux refaire le calcul avec ces données et ils seront bons ?
Ca ne change rien le fait que ce ne soit pas de l'eau contre de l'eau mais de l'eau contre de l'air ?
Car je voulais aussi faire ce calcul pour une pièce chauffée à 22°c toujours isolée avec ces 10 de mousse et zéro °c à l'extérieur
Combien de temps faut il pour arriver à 21°c ?

[RomVi]

Tu peux mettre le résultat de ton calcul ici pour que quelqu'un puisse vérifier.
En ce qui concerne l'évolution de la température de la pièce c'est un peu moins simple, car celle ci dépend de ce que la pièce contient. Par ailleurs la température n'est pas homogène.