Champ de température
La thermodynamique permet de prévoir la quantité totale d’énergie qu’un système doit échanger avec l’extérieur pour passer d’un état d’équilibre à un autre.
La thermique (ou thermocinétique) se propose de décrire quantitativement (dans l’espace et dans le temps) l’évolution des grandeurs caractéristiques du système, en particulier la température, entre l’état d’équilibre initial et l’état d’équilibre final.
La thermique (ou thermocinétique) se propose de décrire quantitativement (dans l’espace et dans le temps) l’évolution des grandeurs caractéristiques du système, en particulier la température, entre l’état d’équilibre initial et l’état d’équilibre final.
Les transferts d’énergie sont déterminés à partir de l’évolution dans l’espace et dans le temps de la
température : T = f (x,y,z,t). La valeur instantanée de la température en tout point de l’espace est un scalaire
appelé champ de température. Nous distinguerons deux cas :
- Champ de température indépendant du temps : le régime est dit permanent ou stationnaire.
- Evolution du champ de température avec le temps : le régime est dit variable ou transitoire
Gradient de température
Si l’on réunit tous les points de l’espace qui ont la même température, on obtient une surface dite surface isotherme. La variation de température par unité de longueur est maximale le long de la normale à la surface isotherme. Cette variation est caractérisée par le gradient de température :
→ →
gradT= n ԺT/Ժn
Avec :
n: vecteur unitaire de la normale
ԺT/Ժn: dérivée de la température le long de la normale.
Flux de chaleur
La chaleur s’écoule sous l’influence d’un gradient de température des hautes vers les basses températures. La quantité de chaleur transmise par unité de temps et par unité d’aire de la surface isotherme est appelée densité de flux de chaleur :
Փ=1/S*ԺT/Ժt
Où S est l’aire de la surface (m2).
