La puissance thermique

A Définition

La puissance thermique ou flux thermique, notée Φ, désigne la quantité de chaleur Q (ou transfert thermique) traversant une surface isotherme par unité de temps. Elle se calcule avec la formule :

Φ = $\frac{\text{Q}}{\text{t}}$ , avec Φ en watt (W), Q en joules (J) et t en seconde(s).

Si les températures θ₁ et θ₂ restent constantes dans le temps, on peut aussi écrire :

Φ = $\frac{{\theta }_{\text{1}}-{\theta }_{\text{2}}}{\text{R}}$ avec R la résistance thermique de la paroi (K/W ou °C/W).

Les autres unités utilisées sont la calorie par heure (cal/h) ou la thermie par heure (th/h).

B Calcul

On envisage la puissance thermique à travers une porte séparant deux pièces, dont l'une est maintenue à la température θ₁ de 21 °C et l'autre est maintenue à la température θ₂ de 19 °C.

Cette porte, en pin maritime, a une épaisseur de 4 cm. Elle mesure 2,045 m de hauteur pour 0,83 m de largeur. Sa surface est donc :

S = 2,045 × 0,83 = 1,6932 m².

La conductivité thermique du pin maritime est : λ = 0,150 W.m^-1.K^-1.

La résistance thermique du pin est : R = $\frac{\text{e}}{\lambda }$ = $\frac{\text{0,04}}{\text{0,15}}$ = 0,2667 m².°C/W.

La puissance thermique Φ sera : Φ = $\frac{\text{S}\times \left({\theta }_{\text{2}}-{\theta }_{\text{1}}\right)}{\text{R}}$× = 1,6932 × $\frac{2}{\mathrm{0,2667}}$ ≈ 12,697 W.