Fiche de cours
Exercice : chauffage de l’eau dans une machine à laver
ÉNONCÉ
Considérons un résistor électrique permettant de fournir par effet Joule la puissance $P=1000 \ W$ à l’eau dans la machine à laver. Le résistor a une surface de contact avec l’eau de $S =0,1 \ m^2.$ L’énergie thermique est dissipée par un flux conducto-convectif (orienté du résistor vers l’extérieur) d’expression $ \Phi = hS(T_{res}-T_{eau}),$ avec $h=1000 \ W.m^{-2}.K^{-1}$ le coefficient conducto-convectif.
QUESTIONS
1. À quelle température $T_{eau}$ l’eau est-elle chauffée dans une machine à laver ? Donner un ordre de grandeur raisonnable.
2. En déduire la température atteinte par la résistance.
3. La résistance thermique est définie comme $R_{th}=\dfrac{ΔT}{Φ}.$ Montrer que l’effet conducto-convectif est assimilable à une résistance thermique $R_{cc}$ dont on déterminera l’expression.
4. On suppose qu’une couche de e = 1cm de calcaire se dépose sur le résistor. Le coefficient de conduction du calcaire vaut λ=0,2 W.K-1.m-1. La résistance thermique associ&e