Cours Flux thermique : résistance, thermostat
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L'énoncé

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Question 1

La quantité de chaleur transférée étant de 600 Joules de $t = 3s$ à $t = 6s.$ Le flux thermique est alors de :

$200W$

$\phi = \dfrac{Q}{\Delta t} = \dfrac{600}{3} = 200W$

$2W$

$20W$

$\phi = \dfrac{Q}{\Delta t}$

Question 2

Le flux thermique mesuré dans un thermostat ($T_{ext} = 20°C/ T_{th}=10°C) sur une surface de 30 cm2 étant de $500W,$ le coefficient de Newton est alors de : 

$16,67W.m^{-2}.K^{-1}$

$1667W.m^{-2}.K^{-1}$

$16 667W.m^{-2}.K^{-1}$

$\phi = h\times S \times (T_{ext}-T)$

$h = \dfrac{\phi}{S\times(T_{ext}-T)} = \dfrac{500}{3.10^{-3}\times(293,15-283,15)} = 16 667W.m^{-2}.K^{-1}$

Attention aux unités ! $\phi = h\times S \times (T_{ext}-T)$.

Question 3

Dans un thermostat, la température extérieure est de 35°C et la température intérieure de 25°C. La résistance thermique est de $3 K.W^{-1}$. Le flux thermique vaut :

$3W$

$3,3 W$

$\phi = \dfrac{T_{ext}-T}{R_{th}} = \dfrac{308,15-298,15}{3} = 3,3W$

$33W$

$\phi = \dfrac{T_{ext}-T}{R_{th}}$

Question 4

Dans un thermostat, la température extérieure est de 75°C et la température intérieure de 35°C. Le flux thermique vaut $500W.$ La résistance thermique vaut :

$0,08 K.W^{-1}$

$R_{th} = \dfrac{T_{ext}-T}{\phi} = \dfrac{348,15-308,15}{500} = 0,08 K.W^{-1}$

$8 K.W^{-1}$

$0,8 K.W^{-1}$

$\phi = \dfrac{T_{ext}-T}{R_{th}}$

Question 5

La résistance thermique d’un thermostat vaut $3,1 K.W^{-1}$, le coefficient de Newton vaut $1000W.m^{-2}.K^{-1}$. La surface de transfert d’énergie est de :

$32,2cm^2$

$2,32m^2$

$3,22cm^2$

$\dfrac{1}{R_{th}} = h\times S$

$S = \dfrac{\dfrac{1}{R_{th}} }{ h }= \dfrac{\dfrac{1}{3,1} }{ 1000} = 3,22.10^{-4}m^2 = 3,22cm^2$

$\dfrac{1}{R_{th}} = h\times S$