Réchauffer une pièce avec un grille-pain

[Nitriikx]

Bonjour, comme souvent je me pose des questions tordues, hier soir ma chambre était froide et le radiateur ne peut pas se mettre en route alors je me suis demandé combien de temps il faudrait pour réchauffer la pièce avec un grille pain.

J'ai fait un calcul très simplifié qui m'a amené à la réponse : 7 minutes.
Il était évident que cette réponse ne pouvait pas être bonne, j'ai quand même essayé parce que ça ne coûte rien, et évidemment au bout de 7 minutes ma chambre n'était pas chaude.
Je crée cette discussion pour que vous me disiez où je me suis trompé SVP, ou quelle donnée incorrecte j'ai utilisé.


Le toaster a une puissance de 1000W. Je pars du principe qu'il convertit en chaleur environ 100% de l'électricité qu'il consomme.
Ma chambre contient environ 25 mètres cubes d'air.
La masse volumique de l'air est 1,3kg par metre cube.
25*1,3=32,5
Il y a 32,5 kg d'air dans ma chambre.

La chaleur spécifique de l'air est 1000J/kg/°C.
Je dois réchauffer ma chambre de 13°C (la faire passer de 5 à 18°C).
1000 x 32,5 x 13 = 422 500
L'énergie nécessaire pour réchauffer l'air de ma chambre de 13°C est 422500 Joules.
Ce qui correspond à 0,117361111 kWh en faisant la conversion sur google.

60 * 0,117361 = 7
Puisque le toaster transforme 1kwH en 60 minutes, il transforme 0,117361kWh en 7 minutes.
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[antek]

Je n'ai pas vérifié les calculs, mais le raisonnement est insuffisant.
Au fur et à mesure que l'air se réchauffe il contribue au réchauffement de quelques kg de matières solides : les meubles et les parois.
Et derrière les parois (murs, fenêtres, etc) se trouve de l'air, . . .

[Nitriikx]

Je n'ai pas vérifié les calculs, mais le raisonnement est insuffisant.
Au fur et à mesure que l'air se réchauffe il contribue au réchauffement de quelques kg de matières solides : les meubles et les parois.
Et derrière les parois (murs, fenêtres, etc) se trouve de l'air, . . .

Effectivement c'était une de mes pistes, mais je me dis aussi que le transfert de chaleur de l'air vers les meubles doit être très lent comparé aux 7 minutes que prend l'air à se réchauffer.
L'air de la pièce devrait significativement se réchauffer, puis refroidir lentement quand il restitue son énergie aux parois/meubles.

[stefjm]

Tant que les murs ne sont pas à température, ils refroidissent l'air ambiant.
Et pour le coup, leur capacité calorifique est bien plus grande que celle de l'air!

[A voir en vidéo sur Futura]

[harmoniciste]

Bonjour,
L'air circule contre les parois froides de la chambre dont les masses leur interdisent un réchauffement rapide. Il restera donc froid tant que les cloisons n'auront pas, elles aussi, été réchauffées.

[agitateur]

il manque effectivement 2 choses:
- chauffer la part interne des murs, le mobilier, etc....et ça chiffre trés fort. La capacité calo des solides est implacablement...redoutable.
- la perte vers l'extérieur, car par définition ( hors occupation humaines et chauffes par appareils ), si une pièce est à 13° alors il fait 13 dehors. Sinon ça descend, inexorablement.

[Patzewiz]

Pour rajouter un autre facteur aux limites de la méthode proposée, il faut tenir compte du phénomène de convection. L'air chaud produit par le grille pain va avoir tendance à s'élever et va donc avant tout chauffer le plafond. L'existence de différents types de radiateurs électriques illustre bien la complexité du problème. Pour une même puissance électrique l'efficacité du chauffage dépend fortement du type d'échange de chaleur. Les radiateurs les moins chers sont ceux qui apportent le moins de confort et ce n'est pas par hasard qu'ils sont couramment traités de grille-pain!

[ArchoZaure]

Bonjour.

Il était évident que cette réponse ne pouvait pas être bonne, j'ai quand même essayé parce que ça ne coûte rien, et évidemment au bout de 7 minutes ma chambre n'était pas chaude.

Juste pour être sûr.
Lorsque vous dites que la chambre n'était pas chaude, vous le dites d'après le ressenti ? Ou vous avez fait une mesure ?
Dans ce cas, quelle était la température de l'air mesurée ?

Au fur et à mesure que l'air se réchauffe il contribue au réchauffement de quelques kg de matières solides : les meubles et les parois.

Tant que les murs ne sont pas à température, ils refroidissent l'air ambiant.
Et pour le coup, leur capacité calorifique est bien plus grande que celle de l'air!

L'air circule contre les parois froides de la chambre dont les masses leur interdisent un réchauffement rapide. Il restera donc froid tant que les cloisons n'auront pas, elles aussi, été réchauffées.

Ensuite je dirais la même choses que les trois précédents avis et je rajouterais aussi que la surface des éléments solides froids de la pièce est beaucoup plus grande que la surface de la résistance du grille-pain.
Et puis l'énergie fournie à l'air par unité de temps par la résistance est peut-être insuffisante pour compenser la perte de l'air (puisque la pièce n'est jamais étanche).
Je pense que vous devriez tenter de déterminer le flux d'air en sortie et voir si le flux d'air par convection devant le grille-pain peut à minima la compenser.

Il est possible que vous ayez un seuil minimal avant lequel la température de la pièce ne pourra pas commencer à augmenter.
Vous restez en somme à la température d'équilibre qui est grosso modo celle de l'air qui entre dans la pièce si vous ne dépassez pas le seuil

[ArchoZaure]

L'air chaud produit par le grille pain va avoir tendance à s'élever et va donc avant tout chauffer le plafond.

Bien vu. Donc à prendre en compte lorsqu'on fait la mesure de la température de l'air.
Il ne suffit donc pas juste de mesurer à hauteur d'homme.
Il faut faire plusieurs mesures du bas en haut.
Si ça se trouve les mouches au plafond sont, elles, bien au chaud.

[Biname]

La chaleur spécifique de l'air est 1000J/kg/°C.

Il s'agit là de la chaleur spécifique de l'air __sec__, pour de l'air dont l'humidité relative est de 50%, il faut prendre environ 2000J/kg/°C.

https://www.thermexcel.com/french/tables/enthalp.htm
http://tonepi.com/wp-content/uploads...ue-768x630.png

Biname

[Biname]

Il s'agit là de la chaleur spécifique de l'air __sec__, pour de l'air dont l'humidité relative est de 50%, il faut prendre environ 2000J/kg/°C.

https://www.thermexcel.com/french/tables/enthalp.htm
http://tonepi.com/wp-content/uploads...ue-768x630.png

Biname

A hygrométrie constante aurais-je dû ajouter !

Biname

[Sethy]

Ne pas négliger la question de sécurité. Cet appareil n'est pas conçu pour fonctionner en continu.