Conductivité thermique des solides
Ordre de grandeur
Substance | Température (°C) | λ (W.m-1.°C-1) | |
|---|---|---|---|
Conducteurs | Cuivre . . Aluminium . . . Acier . | 18 100 . 100 300 600 . 18 100 | 383 379 . 205 267 422 . 46 44 |
Isolants | Brique Verre Bois Amiante Liège Laine de verre | 100 30 - - - - | 0,08 0,08 0,17 0,12 0,06 0,046 |
Cas des solides divisés
La conductivité thermique des solides divisés diminue lorsque leur densité diminue (exemples : laine de verre, polystyrène expansé). L'air contenu dans le solide divisé est un isolant.
Remarque :
Il ne faut pas tasser la laine de verre pour isoler.
Variation de la conductivité thermique avec la température
En général, la conductivité thermique d'un solide varie avec la température. Cette variation peut être exprimée suivant l'expression polynomiale :
λ = λ0 (1 + aθ + bθ2 + ...)........................................................(équation 7) |
On se limite souvent à un polynôme du premier degré :
λ = λ0 (1 + aθ)..........................................................................(équation 8) |
a est appelé coefficient de température de la conductivité thermique. Sa dimension est θ-1. Pour les mauvais conducteurs, a est positif. Pour les métaux et alliages, a est généralement négatif.
Relation de Wiedeman – Franz - Lorenz
Wiedeman, Franz et Lorenz ont établi une relation empirique entre la conductivité thermique des métaux et leur conductivité électrique :
|
ke est la conductivité électrique en Ω-1 m-1,
T, la température en K
L, la constante de Lorenz (L = 2,3.10-8 V2 K-2 pour λ en W.m-1.K-1)
Cette relation ne donne qu'un ordre de grandeur de la conductivité thermique des matériaux et elle est d'une utilité limitée pour les alliages.
