Bonjour j'ai cet exercice qui me pose problème, en effet je bloque dès le début et un petit peu d'aide ne serait pas de refus Merci d'avance !
Le schéma électrique proposé (Figure 1) est l'image d'un système thermique élémentaire qui permet de fixer globalement les idées concernant le comportement thermique d'un habitat. L'ensemble des radiateurs, alimentés par la chaudière, est assimilé à une source de courant.
Pour simplifier, dans toutes les questions qui suivent, la température extérieure Te sera toujours supposée stationnaire ; ainsi le milieu extérieur sera assimilé à une source de tension continue.
La température T(t) de l'habitat sera supposée uniforme dans tout son volume et la capacité thermique de celui-ci sera réduite à Cth .
Entre l'habitat et l'extérieur est représentée la résistance thermique Rth de l'isolation.
La référence de température sera prise ici égale à 0°C ; par analogie avec une référence de potentiel nul, on pourra la représenter par le symbole d'une "masse" dans un réseau électrique.
a) Quelle loi de Kirchhoff appliquée au réseau électrique, traduit-elle le bilan thermique de l'habitat ainsi représenté ? Exprimer ce bilan.
b) Lorsque le régime permanent est atteint pour une température de consigne constante Tc , expliquer pourquoi l'on peut faire abstraction de la capacité Cth.
- En déduire directement, en fonction de Te , Tc et Rth exclusivement, la puissance (flux) thermique Φ0 nécessaire au maintien de la température de consigne.
- En préciser la valeur numérique, sachant que : Te = 5°C , Tc = 20°C et Rth = 2,5 mK.W-1.
NB : Dans toute la suite de cette question on posera : 0 = Rth Cth
Mise en température sous flux constant : la température initiale de l'habitat étant supposée égale à la température extérieure, on met celui-ci en chauffe au temps t=0, en imposant un échelon de flux égal à Φ0.
c) Résoudre l'équation différentielle qui résulte du bilan thermique.
d) Sachant que Cth = 3,0 MJ.K -1, calculer le temps nécessaire pour atteindre la température Tc à 5 % près, c'est-à-dire lorsque : (Tc - T(t)) / (Tc - Te) = 5 %.
Pour l'image, à gauche il y a la Chaudière + radiateurs et la flèche indique un symbole d'une source de chaleur (par analogie avec une source de courant) et à droite il y a le milieu extérieur et la flèche indique un symbole d'un thermostat (par analogie avec une source de tension).
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