Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Accueil l'île de la physique - chimie Forum de physique - chimieListe de tous les forums de physique - chimie SupérieurOn parle exclusivement de physique/chimie, pour le supérieur principalement, les BTS, IUT, prépas... Maths spéForum Supérieur de maths spe PhysiqueTopics traitant de Physique [tout]Lister tous les topics de physique - chimie
Niveau maths spé
Lampe à incandescence : Rayonnement.
Posté par DoctorWho
Bonjour, je suis en train de chercher un exercice sur le rayonnement, j'ai trouvé des choses mais je n'en suis pas sûr.
L'énoncé :
Citation :
Une lampe à incandescence de puissance P=60W est modélisée par une ampoule sphérique en verre de rayon R=2,5cm et de faible épaisseur et un filament sphérique concentrique de surface SF=2.10-5m². On note
la constante de Stéphan dont on rappelle la valeur =5,67*10-8W.m-2
Une lampe à incandescence de puissance P=60W est modélisée par une ampoule sphérique en verre de rayon R=2,5cm et de faible épaisseur et un filament sphérique concentrique de surface SF=2.10-5m². On note
la constante de Stéphan dont on rappelle la valeur =5,67*10-8W.m-2Citation :
Question 1 : Le rayonnement du filament est assimilé à celui d'un corps noir de température TF. Calculer TF et la longueur d'onde correspondant au maximum d'émission. Justifier que le verre absorbe une partie de ce rayonnement.
Question 1 : Le rayonnement du filament est assimilé à celui d'un corps noir de température TF. Calculer TF et la longueur d'onde correspondant au maximum d'émission. Justifier que le verre absorbe une partie de ce rayonnement.
J'ai dit que la densité de flux surfacique émise par le filament vaut :
°(TF)=TF4. D'autre part on a P=°(TF)*SF On en déduit alors que : TF=(P/(*SF))1/4. Numériquement on a : TF=2697K ce qui est cohérent avec l'ordre de grandeur de température d'un filament que mon prof nous a donné, à savoir 2500K.
J'utilise à présent la loi de Wienn, c'est-à-dire :
max*TF=3000µm*K. On déduit : max=1,11*10-6m.
Cette longueur d'onde appartient à l'infrarouge, or le verre absorbe les infrarouges donc le verre absorbe bien une partie du rayonnement.
Citation :
Suite de l'énoncé : Le milieu ambiant est supposé en équilibre radiatif à la température Ta=293K. Le verre de l'ampoule absorbe une fraction
=0,05 de la puissance P émise par le filament. D'autre part, le verre de l'ampoule se comporte comme un corps noir à la température T
pour son propre rayonnement et pour le rayonnement du milieu ambiant. Un échange conducto-convectif de coefficient h=5W.m-2.K-1 existe entre le verre de l'ampoule et le milieu extérieur à Ta. On suppose que T reste proche de Ta.
Suite de l'énoncé : Le milieu ambiant est supposé en équilibre radiatif à la température Ta=293K. Le verre de l'ampoule absorbe une fraction
=0,05 de la puissance P émise par le filament. D'autre part, le verre de l'ampoule se comporte comme un corps noir à la température T pour son propre rayonnement et pour le rayonnement du milieu ambiant. Un échange conducto-convectif de coefficient h=5W.m-2.K-1 existe entre le verre de l'ampoule et le milieu extérieur à Ta. On suppose que T reste proche de Ta.Déjà je suis pas bien sûr de comprendre ce que j'ai mis en gras.
Citation :
Question 2 : Justifier la différence de comportement du verres vis-à-vis du rayonnement du filament, de celui du milieu ambiant et de son propre rayonnement.
Question 2 : Justifier la différence de comportement du verres vis-à-vis du rayonnement du filament, de celui du milieu ambiant et de son propre rayonnement.
Je ne sais pas trop ce qu'il faut dire là. Je considère le système : {enceinte de verre}. Comme on est à l'équilibre radiatif on a :
R=absorbé-émis=0
a=e (Je les ai renommés, mais tout le monde a compris ^^). Du coup, si j'ai bien compris on a : a=*P/(4*
*R²)=e.
Or le verre est un corps noir à la température T
. Donc T4=*e. Mais j'avoue que je ne sais pas trop quel raisonnement je dois mener et si j'ai même juste dans ce que je viens de dire.
Je sais que la densité de puissance surfacice pour le transfert conducto-convectif s'écrira :
cc=h*(Ta-T)
r
Après j'imagine qu'on a :
cc.dS=4**R²*P et après calculs on obtient : h*(Ta-T)=*P Mais je ne sais plus trop quoi faire arrivé à ce stade..
Je mets quand même la dernière question :
Citation :
Question 3 : Justifier qualitativement que l'on peut supposer que l'enceinte en verre réabsorbe tout le rayonnement émis vers le vide par sa paroi interne. Déterminer la température de l'ampoule en régime stationnaire.
Question 3 : Justifier qualitativement que l'on peut supposer que l'enceinte en verre réabsorbe tout le rayonnement émis vers le vide par sa paroi interne. Déterminer la température de l'ampoule en régime stationnaire.
Un petit peu d'aide s'il vous plaît !
Merci d'avance.
Annuler
connectez vous