Simulic
Français

Transferts thermiques et isolation – garder une maison au chaud

SciencesÉnergie13–14 ans

Chargement…

Partager Signaler un problème

Une maison perd de la chaleur par les murs, les combles, les fenêtres, le sol et les fuites d'air. Choisissez d'isoler les murs et les combles, le simple ou double vitrage et le calfeutrage ; réglez la température extérieure, la puissance du chauffage et le thermostat. Suivez la courbe température–temps sur 24 heures, la chaleur perdue par chaque partie ainsi que l'énergie et le coût par jour. Une expérience annexe compare des tiges de cuivre, d'aluminium, d'acier, de bois et de plastique portant des punaises collées à la cire dans l'eau chaude.

Leçon : Transferts thermiques par conduction, convection et rayonnement ; conducteurs et isolants thermiques ; économies d'énergie dans l'habitat

Ce qu’elle montre

La chaleur passe toujours d'un corps chaud vers un corps plus froid. Une maison chauffée perd de l'énergie par conduction à travers les murs, les combles, le sol et le vitrage, par convection quand l'air chaud s'échappe par les fuites, et par rayonnement, que le vitrage à faible émissivité renvoie vers l'intérieur. Le coefficient U de chaque paroi indique combien de watts traversent un mètre carré par degré d'écart, donc les jours froids demandent plus d'énergie. Laine minérale, air immobile, bois et plastique sont de mauvais conducteurs ; les métaux conduisent bien. Le modèle traite la maison comme un seul bloc.

Mode d’emploi

Cliquez sur Lancer et suivez la courbe rouge pendant que le thermostat allume et coupe le chauffage. Modifiez Murs, Combles, Fenêtres ou Calfeutrer, puis comparez les barres et les kWh par jour. Cliquez sur Chauffage : allumé pour l'éteindre et voir la vitesse de refroidissement. Réinitialiser garde l'essai précédent en gris. Dans Tiges conductrices, changez la Température de l'eau et comparez le nombre de punaises tombées.

Paramètres modifiables

  • Affichage Maison, Expérience des tiges conductrices
  • Murs Brique, sans isolant, Avec laine minérale
  • Combles Sans isolant, 27 cm d'isolant
  • Fenêtres Simple vitrage, Double vitrage, Double vitrage à faible émissivité
  • Calfeutrer (contre les courants d'air)
  • Température extérieure -10–20 °C
  • Puissance du chauffage 0–15 kW
  • Consigne du thermostat 16–24 °C
  • Prix de l'électricité 0,05–0,5 $/kWh
  • Température de l'eau chaude (tiges) 60–100 °C

Questions à explorer

  1. Quelle partie de la maison non isolée perd le plus de chaleur, et pourquoi ?
  2. Pourquoi le double vitrage garde-t-il une pièce plus chaude que le simple vitrage ?
  3. Pourquoi les manches de casserole sont-ils souvent en bois ou en plastique plutôt qu'en métal ?

Simulations associées