Lois de diffusion

Citer les trois modes de transferts thermiques et les décrire.

• conduction (ou diffusion). Il s'effectue au travers de la matière de proche en proche mais il n'y a pas de déplacement macroscopique de matière.

• convection. Il s'effectue dans les fluides par déplacement de matière (on parle de boucle de convection).

• rayonnement. C'est le rayonnement qui assure le transfert d'énergie entre deux systèmes.

Définir le vecteur densité de courant thermique j_th , le flux surfacique φ et le flux Φ. Préciser leurs unités.

• Il ne faut pas confondre j et φ. φ représente "l'efficacité" du vecteur j puisqu'elle contient son angle avec la normale.

Quelle est la relation entre le vecteur densité de courant de particules j_N , la densité de particules n et la vitesse v des particules. Faire l'analogie avec l'électrocinétique.

Définir le vecteur densité de courant de particules j_N , le flux surfacique φ et le flux Φ de particules. Préciser leurs unités.

• Il ne faut pas confondre j et φ. φ représente "l'efficacité" du vecteur j puisqu'elle contient son angle avec la normale.

Donner la loi phénoménologique de Newton. Expliquer chaque terme et son domaine d'application.

• φ_{solide>liquide} = h(T_paroi - T_fluide)

• Cette loi modélise les échanges conducto-convectifs entre un solide et un fluide s'écoulant le long de la paroi.

• h est un coefficient de transfert en W.m^-2.K^-1

Exprimer la loi phénoménologique de Fourier.

• j_th est le vecteur densité de courant thermique

• λ est la conductivité thermique en W.m^-1.K^-1

Exprimer la loi phénoménologique de Fick.

• j_N est le vecteur densité de courant de particules

• D est le coefficient de diffusion en m².s^-1

Comment établit-on l'équation de la chaleur ? Quelle est son expression ?

• 1) On fait un bilan temporel de l'énergie interne. C'est à dire qu'entre les moment t et t+dt, dU = C(T(t+dt)-T(t))

Comment établit-on l'équation de la diffusion ? Quelle est son expression ?

• 1) On fait un bilan temporel du nombre de particules. C'est à dire qu'entre les moment t et t+dt, dN = (n(t+dt)-n(t))dτ

Qu'est-ce que la diffusivité thermique "a" ? Quelle est son unité ?

• a est en m².K^-1