Signe de la chaleur échangée

[itslunyitsluny]

Bonjour,
svp j'ai encore un problème au niveau du signe de la chaleur recue/cédée par un corps.je sais bien que si Q est positive,alors lorsqu'on fait le bilan énergétique, si le corps recoit Q on la laisse telle quelle,sinon on lui met un signe moins car elle est cédée.
Je donne deux exemples que j'ai pas compris :
Question 4 et 7 de ce sujet :https://www.doc-solus.fr/prepa/sci/a...022.enonce.pdf
Solutions proposées:
Question 7: 7.png
Question 4: 4.png
Pour moi,j'ai pas mis le signe - dans la qst 4 car dans le texte on a dit que dQ/dt ds est cédée par le fil vers le fluide,donc c'est déjà un truc algébrique pq on ajoute le signe - alors ?
Pour la qst 7, la chaleur cédée par le fil à la gaine doit etre comptée négative, ainsi on doit ajouter un signe moins.
Qu'est ce que vous en pensez?
Merci.
-----

[gts2]

Bonjour,

Pour la 4, le plus simple est de vérifier le signe : si Tw>Tf la chaleur sort du "wire" donc on doit avoir une valeur négative ce qui est bien le cas de -h(Tw-Tf)
Pour la 5, c'est totalement algébrique, donc pas de question à se poser, par exemple en x=-Lw/2 en prenant la surface sortante

[itslunyitsluny]

Bonsoir,

Pour la 4, le plus simple est de vérifier le signe : si Tw>Tf la chaleur sort du "wire" donc on doit avoir une valeur négative ce qui est bien le cas de -h(Tw-Tf)

d'accord j'ai compris.

Pour la 5, c'est totalement algébrique, donc pas de question à se poser, par exemple en x=-Lw/2 en prenant la surface sortante

J'ai pas bien compris,pourquoi c'est algébrique ?
apparemment le signe vient de l'orientation de la surface ,mais comment vous orientez la surface ? (est ce que c'est l orientation d une surface fermée?)

[gts2]

Les deux vecteurs sont obligatoirement algébriques, et le sens de S est donnée en respect de "la puissance thermique cédée par le fil" donc bien sortante.

[A voir en vidéo sur Futura]

[itslunyitsluny]

le sens de S est donnée en respect de "la puissance thermique cédée par le fil" donc bien sortante.

Je ne vois pas pourquoi on choisit d'orienter la surface de cette facon.En fait,prenons l'equation de diffusion.Lorsqu'on determine la chaleur echangée par une tranche élémentaire on trouve que dQ=j(x)Sdt-j(x+dx)Sdt ,mais le courant thermique dans tous les cas est de la forme j=j(x) u_x (u_x le vecteur unitaire de Ox) et S derigée selon u_x (S=S u_x) donc la chaleur echangée sera dQ=j(x)Sdt+j(x+dx)Sdt,le moins n'apparait pas dans ce cas

[gts2]

et S dirigée selon u_x (S=S u_x)

Non : S est dirigé vers l'extérieur (énergie sortante) ou vers l'intérieur (énergie entrante).
Prenons le point de vue thermo la variation de U est égal à l'énergie entrante (si de l'énergie entre U augmente).
Prenons une tranche (x, x+dx), le vecteur surface entrant en x est , le vecteur surface entrant en x+dx est

[itslunyitsluny]

Pour la 4, le plus simple est de vérifier le signe : si Tw>Tf la chaleur sort du "wire" donc on doit avoir une valeur négative ce qui est bien le cas de -h(Tw-Tf)
Pour la 5, c'est totalement algébrique, donc pas de question à se poser, par exemple en x=-Lw/2 en prenant la surface sortante

Si j'ai bien compris ,dire chaleur cédée revient à dire que la surface choisie est sortante.Donc pour l'exo,si on prend l'axe ox ascendant , la chaleur cédée en x=L/2 sera selon la surface S u_x et en -L/2 sera selon -S u_x ?
Pour la premiere loi de la thermo on prend tjrs l energie entrante ?

[gts2]

Si j'ai bien compris, dire chaleur cédée revient à dire que la surface choisie est sortante.Donc pour l'exo, si on prend l'axe ox ascendant , la chaleur cédée en x=L/2 sera selon la surface S u_x et en -L/2 sera selon -S u_x ?

C'est bien cela.

Pour la premiere loi de la thermo on prend tjrs l energie entrante ?

Au jour d'aujourd'hui tout le monde écrit dU=dQ+dW, mais cela a fluctué avec apparition de signe moins.

[itslunyitsluny]

D'accord,pour éviter les confusions,je récapitule. Si on s'interesse à la chaleur cédée par notre système,on oriente la surface vers l'exterieur.Par contre si on utilise la 1ere de la thermo,on doit orienter les surfaces vers l interieur.C'est correct ?

[gts2]

OK, il y a d'une part des règles de base type U=RI convention récepteur, d'autre part il faut lire le texte, et enfin vérification si nécessaire de cohérence.

[stefjm]

Le plus sûr est de connaitre le signe avant tout calcul car cela dépend beaucoup des conventions et c'est chiant quand l'échange est réversible.
C'est comme pour les calculs : Il vaut mieux connaître le résultat à l'avance (par analyse dimensionnelle par exemple).

[gts2]

Autre solution : tout écrire en algébrique, par exemple, avec une convention type loi d'Ohm,

[itslunyitsluny]

Le plus sûr est de connaitre le signe avant tout calcul car cela dépend beaucoup des conventions et c'est chiant quand l'échange est réversible.
C'est comme pour les calculs : Il vaut mieux connaître le résultat à l'avance (par analyse dimensionnelle par exemple).

mais comment je peux savoir le signe avant de calculer ?(pour vous,comment vous procédez pour determiner le signe ?)

[itslunyitsluny]

Autre solution : tout écrire en algébrique, par exemple, avec une convention type loi d'Ohm,

j'ai pas bien compris .

[itslunyitsluny]

Le plus sûr est de connaitre le signe avant tout calcul car cela dépend beaucoup des conventions et c'est chiant quand l'échange est réversible.
C'est comme pour les calculs : Il vaut mieux connaître le résultat à l'avance (par analyse dimensionnelle par exemple).

Je crois que vous parlez du cas où la chaleur n'est pas algébrique,autrement dit on sait à l'avance que la chaleur echangée vaut en valeur absolue Q (donc Q>0),il reste à faire le bilan énergétique,si le corps perd de l'energie alors là le corps reçoit -Q<0 ,si le corps gagne de l'énergie alors le corps reçoit Q>0.Mais pour la situation proposée,on demande de donner la chaleur cédée par le fil à la gaine ,on voit l'apparition d'un signe - du coté -L/2 et un signe + du coté L/2,c'est ce que j'ai pas compris.Mais ce que gts2 m'a proposé me parait raisonnable et ca donne le résultat,il faut orienter la surface selon le besoin:une chaleur cédée vers l'exterieur correspond à une surface dirigée vers l'exterieur,une chaleur reçue correspond à une surface dirigée vers l'interieur.