Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Densité de courant thermique » ?

Aussi appelé : flux thermique

Définition 25.1 Physique universitaire — 2e année · Chapitre 25 — Conduction thermique

La densité de courant thermique jQ\vect{j}_Q (en W/m2\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2}) est le vecteur tel que l’énergie transférée par conduction à travers un élément de surface orienté  ⁣dS\dd\vect S pendant  ⁣dt\dd t vaut jQ ⁣dS ⁣dt\vect{j}_Q\cdot\dd\vect S\,\dd t ; le flux thermique (une puissance, en watts) à travers une surface SS vaut Φ=SjQ ⁣dS\Phi = \iint_S\vect{j}_Q\cdot\dd\vect S.

Exemples

Exemple 25.3 (Conductivités)

Métaux (les électrons portent la chaleur comme le courant — les conductivités se suivent) : cuivre 400W/m/K400\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}, aluminium 240W/m/K240\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}, acier 50W/m/K50\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}. Solides isolants : béton 1.5W/m/K1.5\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}, verre 1W/m/K1\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}, brique 0.8W/m/K0.8\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}, bois 0.15W/m/K0.15\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}. Liquides : eau 0.6W/m/K0.6\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}. Gaz : air 0.026W/m/K0.026\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K} — et les meilleurs isolants, laine de verre ou mousse à 0.04W/m/K0.04\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}, sont surtout de l’air immobile, piégé pour qu’il ne puisse convecter. Quatre ordres de grandeur du cuivre à l’air.

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