Énergie : énergie interne

Le flux thermique $\Phi$ à travers une surface est la puissance thermique qui la traverse. Ce flux évalue la vitesse du transfert thermique $Q$ pendant la durée $\rm \Delta t$. Il va spontanément de la source chaude vers la source froide :

$\boxed{\Phi = \dfrac{Q}{\rm \Delta t}} \left| \begin{array}{lll} \Phi \text{ en watt (W)}\\ \rm\Delta t \text{ en seconde (s)}\\ Q \text{ en Joule (J)}\end{array}\right.$

Le flux thermique surfacique $\varphi$ en $\rm W.m^{-2}$ est l’énergie thermique qui traverse seulement $\rm 1~m^2$ de la paroi chaque seconde. $\varphi = \dfrac{\Phi}{\rm S}$ avec $\Phi$ flux thermique à travers toute la paroi en $\rm W$, $\rm S$ surface de la paroi en $\rm m^2$.

Pour une paroi plane dont les deux faces sont à la température $\rm T_1$ et $\rm T_2$ avec $\rm T_1 > T_2$, traversée par un flux thermique $\Phi$, la résistance thermique $\rm R$ est définie par :

$\boxed{\Phi = \dfrac{1}{\rm R_{th}}} \left| \begin{array}{lll} \Phi \text{ en W}\\ \rm T \text{ en K ou en °C}\\ \rm R_{th} \text{ en } K.W^{-1}\end{array}\right.$

Pour une paroi plane, la résistance thermique dépend de :

• son épaisseur
• sa surface $\rm S$
• sa conductivité thermique $\lambda$ (qui est associée à la nature du matériau)

$\boxed{\rm R_{th} = \dfrac{e}{\lambda \times S}} \left| \begin{array}{llll}\text{e en m}\\ \text{S en } \rm m^2\\ \lambda \text{ en } \rm W.m^{-1}.K^{-1}\\ \rm R_{th} \text{ en } K.W^{-1}\end{array}\right.$

Plus la conductivité $\lambda$ est élevée, plus le matériau est conducteur et inversement.
Lorsque plusieurs parois sont accolées, la résistance thermique équivalente est égale à la somme des résistances thermiques.