T.P Virtuel Conduction Thermique dans les Solides

Conduction dans un disque de laiton

Consignes pour la réalisation du montage

Débrancher la prise de l’élément chauffant du module linéaire et brancher à sa place celle du module radial.
Débrancher délicatement les sondes T1, T2, T3, T4, T5, T6 du module linéaire et les installer sur les broches du module radial, la sonde T1 étant située au centre du module.
Remettre l’interrupteur de la console électrique sur ON.

Mesures

Régler la commande de chauffage du module de façon à ce que le flux thermique affiché soit égal à $\phi_{A} =10w$ et déclencher le chronomètre.

Relever T1 et T6 toutes les 5 minutes pendant 45 minutes environ.

Tracer les courbes d’évolution de T1 et T6 en fonction du temps.

Noter le temps au bout duquel le régime permanent est atteint. Relever alors les températures T1 à T6 ainsi que $\phi_{A}$ .

En fin de séance, ramener la puissance de chauffage à zéro. Couper la console électrique. Fermer l’interrupteur mural et couper la circulation d’eau de refroidissement.

T.P. rédigé par Anne Désert

Photos réalisées par Guillaume Isaac

Résultats

Remplir le tableau ci-dessous :

	$T_{1}$	$T_{2}$	$T_{3}$	$T_{4}$	$T_{5}$	$T_{6}$
Essai A		20	45

Tracer les variations de température T en fonction du rayon r du cylindre pour $0\leq r\leq R_{f}$ sachant que le rayon intérieur du cylindre est $R_{i} = 4$ mm et que le rayon externe est $R_{f} = 55$ mm. Conclusion.

Déterminer graphiquement les températures limites $T_{i}$ pour $r = R_{i}$ et $T_{f}$ pour $r = R_{f}$ . En déduire la résistance thermique $\Re$ du disque.

Tracer la courbe T = f(ln r) pour $R_{i}\leq r\leq R_{f}$ . Conclusion.

Calculer, à partir de la valeur expérimentale obtenue pour $\Re$ , la conductivité thermique du laiton $\lambda$ . On prendra $\lambda$ pour $\bar{T}= \frac{T_{1}+T_{6}}{2}$ .

Comparer la valeur de $\lambda$ obtenue pour le module radial avec les valeurs obtenues pour le module linéaire.