« Introduction aux transferts thermiques/Concepts généraux » : différence entre les versions

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{{Chapitre
| titre = Concepts généraux
| idfaculté = physique
| leçon = [[Introduction aux transferts thermiques]]
| numero = 1
| précédent = [[Introduction aux transferts thermiques|Sommaire]]
| suivant =
| niveau =
}}
 
La science des transferts thermiques est une approche phénoménologique des échanges de chaleur au sens thermodynamique du terme. Elle est en lien direct avec la [[Département:Thermodynamique|thermodynamique]], et se rapproche notamment de la [[Département:Mécanique des fluides|mécanique des fluides]] et de l'[[Département:Électromagnétisme et électricité|électromagnétisme]].
 
Un échange de chaleur est une notion non intuitive.
En pratique, on le définira par ce qu'il n'est pas :
{{définition|contenu=
| contenu = Un échange de chaleur est un échange d'énergie qui n'est pas sous la forme d'un travail mécanique.}}
}}
 
Cette leçon donne un aperçu des différents modes possibles d'échange de chaleur.
== Système et échange de chaleur ==
 
De même que pour un problème thermodynamique, il convient avant toute considération sur les transferts thermiques de définir le [[Notions_de_thermodynamique/Système_thermodynamique|système]] sur lequel on travaille.<br />
Dans un premier temps, considérons un système fermé, sur lequel n'intervient aucun échange d'énergie sous forme de travail, et qui reçoit la quantité d'énergie &delta;QδQ pendant la durée dt.<br />
Le premier principe de la thermodynamique donne alors la relation suivante <math>\frac{{\rm d}H}{{\rm d}t} = \frac{{\delta}Q}{{\rm d}t}</math>, avec H enthalpie du système.
 
 
{{définition
| contenu =
On définit un champ '''vectoriel''' <math>\vec{\varphi}\,</math> appelé vecteur densité de flux de chaleur, tel que l'on ait pour tout système sans source locale de chaleur :
<math>\frac{{\delta}Q}{{\rm d}t}=\iint_S \vec{\varphi}\cdot \vec n\,\mathrm dS</math>, où S désigne la surface externe du système, et <math>\vec n</math> est la normale unitaire sortante à cette surface.<br/>
L'unité SI de <math>\vec{\varphi}\,</math> est le W.m<sup>-2</sup>.
}}
 
<math>\vec{\varphi}\,</math> représente la '''quantité''' et la '''direction''' dans laquelle l'énergie est transférée sous forme de chaleur en un point.