Question d'origine :
bonjour
je voulais savoir si quand on met une bouteille d'eau qui a 20 degrés au congelateur disons a -10 degrés si il y avait une fonction mathématique pour dire a quelle vitesse la temperature va descendre.
par exemple au bout de combien de temps va t elle etre a 10 degrés?
merci d'avance et bravo pour votre site.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 15/06/2006 à 12h43
Le fait de mettre une bouteille d'eau à une certaine température dans un lieu à une autre température intéresse le domaine d'échange de chaleur.
Cet échange de chaleur se caractérise comme une transmission de l'énergie thermique par conduction. Il s'établit sous forme d'un flux de chaleur (= quantité de chaleur qui traverse la surface pendant une unité de temps), et est fonction de :
- la température initiale de l'objet ;
- de la température de l'enceinte ;
- de la surface d'échange, c'est-à-dire la surface de l'objet en contact avec l'"atmosphère" du lieu ;
- de la diffusivité thermique du matériau dans lequel est réalisé le contenant ;
dQ = - lambda * dT/dn * dS * dt
avec Q, symbole de la chaleur, T, température, n, normale à la surfance, S, la surface d'échange et t, le temps.
Source : Dossier de génie thermique - transmission de l'énergie thermique - Conduction des Techniques de l'Ingénieur que vous pouvez consulter dans l'enceinte de la bibliothèque
Sachant cela, il s'agira de connaître la puissance du moteur qui permet à l'enceinte de maintenir sa température stable afin de savoir la quantité de chaleur disponible au refroidissement de la bouteille d'eau.
Enfin, la détermination de la variation de la température en fonction du temps sera fonction de la masse (ou volume) de l'objet (bouteille d'eau dans le cas présent) et du volume de l'enceinte, et de la de la capacité calorifique de l'eau (quelle quantité de chaleur il faut fournir ou enlever à un volume donné d'eau pour que ce volume voit sa température monter ou baisser d'un degré).
Sur le sujet, vous pouvez consulter à la bibliothèque Introduction aux transferts thermiques
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