Le double vitrage

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 4 — Travail et transferts thermiques

Énoncé

Un double vitrage est constitué de deux vitres séparées par une lame d'air immobile ( $λ_{air} = 0.025 W / m / K$ , contre $λ_{verre} = 1.0 W / m / K$ ).

Pourquoi l'air immobile est-il un bon isolant ?

Pour une lame d'air de $16 mm$ , comparer sa « résistance » thermique $e / λ$ à celle d'une vitre de $4 mm$ .

Pourquoi l'air doit-il rester immobile (lame mince) ?

Corrigé

1. L'air a une conductivité $\approx 40$ fois plus faible que le verre : il conduit très peu la chaleur (à condition de ne pas circuler).

2. Lame d'air : $e / λ = 0, 016/0, 025 = 0.64 m^{2} K / W$ . Vitre : $0, 004/1, 0 = 0.004$ : la lame d'air isole $\approx 160$ fois mieux que la vitre.

3. Si la lame est trop épaisse, l'air circule (convection) et transporte la chaleur : on perd l'effet isolant. D'où une lame mince où l'air reste quasi immobile.

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