Pour calculer les apports de chaleur par les parois, nous utiliserons la formule de transfert de chaleur
par conduction:
Q = U * A * (T1 - T2)
où:
Q est la quantité de chaleur transférée (en watts),
U est le coefficient de conductivité thermique du matériau de la paroi (en W/m²K),
A est la surface de la paroi (en m²),
T1 est la température extérieure (en °C),
T2 est la température intérieure (en °C).
1. Calcul des apports de chaleur par les parois:
a) Paroi en vitre:
Uv = 1,15 W/mK (d'après l'annexe)
Av = (2 * (80 cm * 10 cm) + 2 * (40 cm * 10 cm)) / 10000 = 0,224 m²
Qv = Uv * Av * (29°C - 5°C)
b) Parois en bois:
Ub = 0,12 W/mK (d'après l'annexe)
Ab = (2 * (80 cm * 10 cm) + 2 * (40 cm * 10 cm)) / 10000 = 0,224 m²
Qb = Ub * Ab * (29°C - 5°C)
c) Paroi en tôle d'aluminium:
Ua = 70 W/mK (d'après l'annexe)
Aa = (80 cm * 40 cm) / 10000 = 0,32 m²
Qa = Ua * Aa * (29°C - 5°C)
2. Calcul des apports de chaleur par l'air de l'enceinte:
La chaleur transférée par l'air de l'enceinte peut être calculée en utilisant la formule suivante:
Q = m * c * ΔT
où:
Q est la quantité de chaleur transférée (en joules),
m est la masse d'air (en kg),
c est la chaleur spécifique de l'air (en J/kg°C),
ΔT est la différence de température (en °C).
La masse d'air peut être calculée en utilisant la formule suivante:
m=ρ*V
où:
ρ est la masse volumique de l'air (en kg/m³),
V est le volume de l'enceinte (en m³).
ρ = 1,157 kg/m³ (d'après l'énoncé)
V = (80 cm * 40 cm * 10 cm) / 1000000 = 0,032 m³
m = 1,157 kg/m³ * 0,032 m³
Ensuite, vous pouvez calculer les apports de chaleur par l'air de l'enceinte:
Qair = m * c * (29°C - 5°C)
3. Calcul de l'apport de chaleur par l'éclairage:
L'apport de chaleur par l'éclairage peut être calculé en utilisant la formule suivante:
Qéclairage = P * t
où:
P est la puissance de l'éclairage (en watts),
t est le temps de fonctionnement de la maquette (en secondes).
P = 40 W (d'après l'énoncé)
t = 18 heures * 3600 secondes/heure
Maintenant, vous pouvez
utiliser ces formules pour calculer les valeurs correspondantes.