{"id":114259,"date":"2022-02-02T14:09:58","date_gmt":"2022-02-02T13:09:58","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/calcaire-densite-capacite-thermique-conductivite-thermique\/"},"modified":"2022-03-08T12:05:49","modified_gmt":"2022-03-08T11:05:49","slug":"calcaire-densite-capacite-thermique-conductivite-thermique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/calcaire-densite-capacite-thermique-conductivite-thermique\/","title":{"rendered":"Calcaire – Densit\u00e9 – Capacit\u00e9 thermique – Conductivit\u00e9 thermique"},"content":{"rendered":"

\u00c0 propos du calcaire<\/h2>\n

Le calcaire est tr\u00e8s courant en architecture, notamment en Europe et en Am\u00e9rique du Nord.\u00a0Le calcaire est extrait de carri\u00e8res ou de mines.\u00a0Une partie de la pierre extraite, s\u00e9lectionn\u00e9e en fonction de sa composition chimique et de sa granulom\u00e9trie optique, est calcin\u00e9e \u00e0 environ 1 000 \u00b0C (1 830 \u00b0F) dans diff\u00e9rents types de fours \u00e0 chaux pour produire de la chaux vive.\u00a0Les principaux utilisateurs de la chaux sont la sid\u00e9rurgie (abaissement de la temp\u00e9rature de fusion des scories) ~ 35 %, les usages environnementaux (d\u00e9sulfuration, \u00e9puration des eaux) ~ 20 %, le g\u00e9nie civil ~ 20 % et la chimie ~ 8 %.\u00a0

<\/div>\"calcaire<\/a>
<\/div>\n

R\u00e9sum\u00e9<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Nom<\/td>\nCalcaire<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Phase \u00e0 STP<\/td>\nsolide<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Densit\u00e9<\/td>\n2750kg\/m3<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9sistance \u00e0 la traction ultime<\/td>\n2,5 MPa<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Limite d’\u00e9lasticit\u00e9<\/td>\nN \/ A<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Module de Young<\/td>\n34 GPa<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Duret\u00e9 Brinell<\/td>\n4 mois<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Point de fusion<\/td>\n1337 \u00b0C<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Conductivit\u00e9 thermique<\/td>\n1,3 W\/mK<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Capacit\u00e9 thermique<\/td>\n840 J\/g\u00b7K<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Prix<\/td>\n3 $\/kg<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
<\/div>\n

Densit\u00e9 de calcaire<\/h2>\n

Les densit\u00e9s typiques de diverses substances sont \u00e0 la pression atmosph\u00e9rique.\u00a0La densit\u00e9<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0est d\u00e9finie comme la\u00a0\u00a0masse par unit\u00e9 de volume<\/strong>.\u00a0C’est une\u00a0\u00a0propri\u00e9t\u00e9 intensive<\/strong> , qui est d\u00e9finie math\u00e9matiquement comme la masse divis\u00e9e par le volume: \u03c1 = m\/V<\/strong><\/p>\n

En d’autres termes, la densit\u00e9 (\u03c1) d’une substance est la masse totale (m) de cette substance divis\u00e9e par le volume total (V) occup\u00e9 par cette substance. L’unit\u00e9 SI standard est\u00a0le kilogramme par m\u00e8tre cube<\/strong> (kg\/m3<\/sup><\/strong>). L’unit\u00e9 anglaise standard est\u00a0la masse de livres par pied cube<\/strong> (lbm\/ft3<\/sup><\/strong>).<\/p>\n

La densit\u00e9 du calcaire est de\u00a02750 kg\/m3<\/sup>.<\/strong><\/p>\n

Exemple: Densit\u00e9<\/h3>\n

Calculez la hauteur d’un cube en calcaire, qui p\u00e8se une tonne m\u00e9trique.<\/p>\n

Solution:<\/strong><\/p>\n

La densit\u00e9<\/strong>\u00a0\u00a0est d\u00e9finie comme la\u00a0\u00a0masse par unit\u00e9 de volume<\/strong>. Il est math\u00e9matiquement d\u00e9fini comme la masse divis\u00e9e par le volume:\u00a0\u03c1 = m\/V<\/strong><\/p>\n

Comme le volume d’un cube est la troisi\u00e8me puissance de ses c\u00f4t\u00e9s (V = a3<\/sup>), la hauteur de ce cube peut \u00eatre calcul\u00e9e:<\/p>\n

\"densit\u00e9<\/a><\/p>\n

La hauteur de ce cube est alors\u00a0a = 0,714 m<\/strong>.<\/p>\n

<\/div>
\n<\/div><\/div>
\n

Densit\u00e9 des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/p>\n<\/div><\/div>

\n<\/div><\/div>
<\/div>\n

Propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du calcaire<\/h2>\n

Force du calcaire<\/h3>\n

En m\u00e9canique des mat\u00e9riaux, la\u00a0r\u00e9sistance d’un mat\u00e9riau<\/strong>\u00a0est sa capacit\u00e9 \u00e0 supporter une charge appliqu\u00e9e sans rupture ni d\u00e9formation plastique.\u00a0La r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux<\/strong>\u00a0consid\u00e8re essentiellement la relation entre les\u00a0charges externes<\/strong>\u00a0appliqu\u00e9es \u00e0 un mat\u00e9riau et la\u00a0d\u00e9formation<\/strong>\u00a0ou la modification des dimensions du mat\u00e9riau qui en r\u00e9sulte.\u00a0Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le mat\u00e9riau s\u00e9lectionn\u00e9 ait une r\u00e9sistance suffisante pour r\u00e9sister aux charges ou forces appliqu\u00e9es et conserver sa forme d’origine.<\/p>\n

La r\u00e9sistance d’un mat\u00e9riau<\/strong>\u00a0est sa capacit\u00e9 \u00e0 supporter cette charge appliqu\u00e9e sans d\u00e9faillance ni d\u00e9formation plastique.\u00a0Pour la contrainte de traction, la capacit\u00e9 d’un mat\u00e9riau ou d’une structure \u00e0 supporter des charges tendant \u00e0 s’allonger est appel\u00e9e r\u00e9sistance ultime \u00e0 la traction (UTS).\u00a0La<\/a> limite d’\u00e9lasticit\u00e9 ou la limite d’\u00e9lasticit\u00e9 est la propri\u00e9t\u00e9 du mat\u00e9riau d\u00e9finie comme la contrainte \u00e0 laquelle un mat\u00e9riau commence \u00e0 se d\u00e9former plastiquement, tandis que la limite d’\u00e9lasticit\u00e9 est le point o\u00f9 la d\u00e9formation non lin\u00e9aire (\u00e9lastique + plastique) commence.\u00a0En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-d\u00e9formation), la\u00a0loi de Hooke<\/b><\/a>\u00a0d\u00e9crit le comportement d’une barre dans la r\u00e9gion \u00e9lastique.\u00a0Le\u00a0module de Young<\/a> est le module d’\u00e9lasticit\u00e9 pour les contraintes de traction et de compression dans le r\u00e9gime d’\u00e9lasticit\u00e9 lin\u00e9aire d’une d\u00e9formation uniaxiale et est g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9valu\u00e9 par des essais de traction.<\/p>\n

Voir aussi: R\u00e9sistance des mat\u00e9riaux<\/a><\/p>\n

R\u00e9sistance \u00e0 la traction ultime du calcaire<\/h3>\n

La r\u00e9sistance \u00e0 la traction ultime du calcaire est de 2,5 MPa.<\/p>\n

Limite d’\u00e9lasticit\u00e9 du calcaire<\/h3>\n

La limite d’\u00e9lasticit\u00e9 du calcaire\u00a0\u00a0<\/strong>est N\/A.<\/p>\n

Module de Young du calcaire<\/h3>\n

Le module de Young du calcaire est de 34 GPa.<\/p>\n

Duret\u00e9 du calcaire<\/h3>\n

En science des mat\u00e9riaux, la\u00a0\u00a0duret\u00e9<\/strong><\/a> \u00a0est la capacit\u00e9 \u00e0 r\u00e9sister \u00e0\u00a0l’indentation de surface<\/strong>\u00a0(d\u00e9formation plastique localis\u00e9e<\/strong>) et\u00a0 aux\u00a0rayures<\/strong>.\u00a0Le test de duret\u00e9 Brinell<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0est l’un des tests de duret\u00e9 par indentation, qui a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 pour les tests de duret\u00e9.\u00a0Dans les tests Brinell, un\u00a0\u00a0p\u00e9n\u00e9trateur sph\u00e9rique<\/strong>\u00a0dur est forc\u00e9 sous une charge sp\u00e9cifique dans la surface du m\u00e9tal \u00e0 tester.<\/p>\n

L’ indice de duret\u00e9 Brinell<\/strong> (HB) est la charge divis\u00e9e par la surface de l’indentation. Le diam\u00e8tre de l’empreinte est mesur\u00e9 avec un microscope \u00e0 \u00e9chelle superpos\u00e9e. Le nombre de duret\u00e9 Brinell est calcul\u00e9 \u00e0 partir de l’\u00e9quation:<\/p>\n

\"indice<\/a><\/p>\n

La duret\u00e9 du calcaire est d’environ 4 Mohs.<\/p>\n

Voir aussi: Duret\u00e9 des mat\u00e9riaux<\/a><\/p>\n

Exemple: Force<\/h3>\n

Supposons une tige en plastique faite de calcaire. Cette tige en plastique a une section transversale de 1 cm2<\/sup>. Calculez la force de traction n\u00e9cessaire pour atteindre la r\u00e9sistance ultime \u00e0 la traction de ce mat\u00e9riau, soit: UTS = 2,5 MPa.<\/p>\n

Solution:<\/p>\n

La contrainte (\u03c3)<\/strong> peut \u00eatre assimil\u00e9e \u00e0 la charge par unit\u00e9 de surface ou \u00e0 la force (F) appliqu\u00e9e par section transversale (A) perpendiculaire \u00e0 la force comme suit:<\/p>\n

\"r\u00e9sistance<\/a><\/p>\n

par cons\u00e9quent, la force de traction n\u00e9cessaire pour atteindre la r\u00e9sistance \u00e0 la traction ultime est:<\/p>\n

F<\/strong> = UTS x A = 2,5 x 106<\/sup>\u00a0x 0,0001 =\u00a0250 N<\/strong><\/p>\n

<\/div>
\n

La r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/a><\/p><\/div><\/div>

\n

\u00c9lasticit\u00e9 des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/a><\/p><\/div><\/div>

\n

Duret\u00e9 des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/a>\u00a0 <\/p><\/div><\/div>

<\/div>\n

Propri\u00e9t\u00e9s thermiques du calcaire<\/h2>\n

Calcaire – Point de fusion<\/h3>\n

Le point de fusion du calcaire est de 1337\u00a0<\/strong>\u00b0C<\/strong>.<\/p>\n

Notez que ces points sont associ\u00e9s \u00e0 la pression atmosph\u00e9rique standard. En g\u00e9n\u00e9ral, la\u00a0fusion<\/strong> \u00a0est un\u00a0changement de phase<\/strong> d’une substance de la phase solide \u00e0 la phase liquide.\u00a0Le\u00a0point de fusion<\/strong> d’une substance est la temp\u00e9rature \u00e0 laquelle ce changement de phase se produit.\u00a0Le\u00a0point de fusion<\/strong>\u00a0d\u00e9finit \u00e9galement une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en \u00e9quilibre.\u00a0Pour divers compos\u00e9s chimiques et alliages, il est difficile de d\u00e9finir le point de fusion, car il s’agit g\u00e9n\u00e9ralement d’un m\u00e9lange de divers \u00e9l\u00e9ments chimiques.<\/p>\n

Calcaire – Conductivit\u00e9 thermique<\/h3>\n

La conductivit\u00e9 thermique du calcaire est\u00a0de 1,3\u00a0<\/strong>W\/(m\u00b7K)<\/strong>.<\/p>\n

Les caract\u00e9ristiques de transfert de chaleur d’un mat\u00e9riau solide sont mesur\u00e9es par une propri\u00e9t\u00e9 appel\u00e9e la\u00a0\u00a0conductivit\u00e9 thermique<\/strong>, k (ou \u03bb), mesur\u00e9e en\u00a0\u00a0W\/mK<\/strong>.\u00a0C’est une mesure de la capacit\u00e9 d’une substance \u00e0 transf\u00e9rer de la chaleur \u00e0 travers un mat\u00e9riau par\u00a0\u00a0conduction<\/a>.\u00a0Notez que\u00a0\u00a0la loi de Fourier<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0s’applique \u00e0 toute mati\u00e8re, quel que soit son \u00e9tat (solide, liquide ou gazeux), par cons\u00e9quent, elle est \u00e9galement d\u00e9finie pour les liquides et les gaz.<\/p>\n

La conductivit\u00e9 thermique<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0de la plupart des liquides et des solides varie avec la temp\u00e9rature.\u00a0Pour les vapeurs, cela d\u00e9pend aussi de la pression.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral:<\/p>\n

\"conductivit\u00e9<\/a><\/p>\n

La plupart des mat\u00e9riaux sont presque homog\u00e8nes, nous pouvons donc g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9crire\u00a0\u00a0k = k (T)<\/em><\/strong>.\u00a0Des d\u00e9finitions similaires sont associ\u00e9es aux conductivit\u00e9s thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un mat\u00e9riau isotrope, la conductivit\u00e9 thermique est ind\u00e9pendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.<\/p>\n

Calcaire – Chaleur sp\u00e9cifique<\/h3>\n

La chaleur sp\u00e9cifique du calcaire est de\u00a0<\/strong>840\u00a0<\/strong>J\/g K<\/strong>.<\/p>\n

La chaleur sp\u00e9cifique, ou capacit\u00e9 thermique sp\u00e9cifique,\u00a0<\/strong>\u00a0est une propri\u00e9t\u00e9 li\u00e9e \u00e0\u00a0l’\u00e9nergie interne<\/a><\/strong>\u00a0\u00a0tr\u00e8s importante en thermodynamique.\u00a0Les\u00a0\u00a0propri\u00e9t\u00e9s intensives <\/strong>c<\/em><\/strong>v<\/sub><\/em><\/strong> et\u00a0c<\/em><\/strong>p<\/sub><\/em><\/strong> sont d\u00e9finies pour des substances compressibles pures et simples comme des d\u00e9riv\u00e9es partielles de l’ \u00e9nergie interne <\/strong>u(T, v)<\/em><\/strong>\u00a0\u00a0et de\u00a0 l’\u00a0enthalpie <\/strong>h(T, p)<\/em><\/strong>, respectivement:\u00a0<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

o\u00f9 les indices v<\/strong> et\u00a0p<\/strong> d\u00e9signent les variables maintenues fixes lors de la diff\u00e9renciation.\u00a0Les propri\u00e9t\u00e9s\u00a0cv<\/sub><\/strong>\u00a0et\u00a0cp<\/sub><\/strong> sont appel\u00e9es\u00a0\u00a0chaleurs sp\u00e9cifiques\u00a0<\/strong> (ou\u00a0capacit\u00e9s calorifiques<\/strong>) car, dans certaines conditions particuli\u00e8res, elles relient le changement de temp\u00e9rature d’un syst\u00e8me \u00e0 la quantit\u00e9 d’\u00e9nergie ajout\u00e9e par transfert de chaleur. Leurs unit\u00e9s SI sont\u00a0J\/kg K<\/strong> ou\u00a0\u00a0J\/mol K<\/strong>.<\/p>\n

Exemple\u00a0: Calcul du transfert de chaleur<\/h3>\n

\"Calcaire<\/a>La conductivit\u00e9 thermique est d\u00e9finie comme la quantit\u00e9 de chaleur (en watts) transf\u00e9r\u00e9e \u00e0 travers une surface carr\u00e9e de mat\u00e9riau d’une \u00e9paisseur donn\u00e9e (en m\u00e8tres) en raison d’une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature.\u00a0Plus la conductivit\u00e9 thermique du mat\u00e9riau est faible, plus la capacit\u00e9 du mat\u00e9riau \u00e0 r\u00e9sister au transfert de chaleur est grande.<\/p>\n

Calculer le taux de\u00a0\u00a0flux de chaleur \u00e0<\/u> \u00a0travers un mur de 3 mx 10 m de surface (A = 30 m2<\/sup>). Le mur a une \u00e9paisseur de 15 cm (L1<\/sub>) et est constitu\u00e9 de Calcaire avec\u00a0une conductivit\u00e9 thermique<\/u> de k1<\/sub>\u00a0= 1,3 W\/mK (mauvais isolant thermique).\u00a0Supposons que les\u00a0temp\u00e9ratures<\/u>\u00a0int\u00e9rieure et ext\u00e9rieure \u00a0sont de 22\u00b0C et -8\u00b0C, et que les\u00a0\u00a0coefficients de transfert de chaleur par convection<\/u> \u00a0sur les c\u00f4t\u00e9s int\u00e9rieur et ext\u00e9rieur sont h1<\/sub> = 10 W\/m2<\/sup>K et h2<\/sub>\u00a0= 30 W\/m2<\/sup>K, respectivement. A noter que ces coefficients de convection d\u00e9pendent fortement notamment des conditions ambiantes et int\u00e9rieures (vent, humidit\u00e9, etc.).<\/p>\n

Calculez le flux de\u00a0chaleur (perte<\/strong> de chaleur) \u00e0 travers ce mur.<\/p>\n

Solution:<\/strong><\/p>\n

Comme cela a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des syst\u00e8mes composites et impliquent m\u00eame une combinaison de\u00a0\u00a0conduction<\/u>\u00a0\u00a0et\u00a0 de\u00a0convection<\/u> .\u00a0Avec ces syst\u00e8mes composites, il est souvent pratique de travailler avec un\u00a0coefficient de transfert de chaleur global<\/u><\/strong>,\u00a0appel\u00e9\u00a0<\/strong>\u00a0facteur\u00a0\u00a0U.\u00a0<\/strong>Le facteur U est d\u00e9fini par une expression analogue \u00e0\u00a0\u00a0la loi de refroidissement de Newton<\/strong><\/a>:<\/p>\n

\"Calcul<\/a><\/p>\n

Le\u00a0\u00a0coefficient de transfert de chaleur global<\/strong> est li\u00e9 \u00e0 la r\u00e9sistance thermique totale<\/a> et d\u00e9pend de la g\u00e9om\u00e9trie du probl\u00e8me.<\/p>\n

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel \u00e0 travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le\u00a0\u00a0coefficient de transfert de chaleur global<\/strong>\u00a0peut \u00eatre calcul\u00e9 comme suit:<\/p>\n

\"Calcul<\/a><\/p>\n

Le\u00a0coefficient de transfert thermique global <\/strong>est alors: U = 1 \/ (1\/10 + 0,15\/1,3 + 1\/30) = 4,02 W\/m2<\/sup>K<\/p>\n

Le flux de chaleur peut alors \u00eatre calcul\u00e9 simplement comme suit: q = 4,02 [W\/m2<\/sup>K] x 30 [K] = 120,62 W\/m2<\/sup><\/p>\n

La perte totale de chaleur \u00e0 travers ce mur sera de: qperte<\/sub> <\/strong>= q . A = 120,62 [W\/m2<\/sup>] x 30 [m2]= 3618,56W<\/strong><\/p>\n

<\/div>
\n

Point de fusion des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/a><\/p><\/div><\/div>

\n

Conductivit\u00e9 thermique des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/a><\/p><\/div><\/div>

\n

Capacit\u00e9 calorifique des mat\u00e9riaux<\/h3>\n

\"Tableau<\/a><\/p>\n<\/div><\/div>

<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

\u00c0 propos du calcaire Le calcaire est tr\u00e8s courant en architecture, notamment en Europe et en Am\u00e9rique du Nord.\u00a0Le calcaire est extrait de carri\u00e8res ou de mines.\u00a0Une partie de la pierre extraite, s\u00e9lectionn\u00e9e en fonction de sa composition chimique et de sa granulom\u00e9trie optique, est calcin\u00e9e \u00e0 environ 1 000 \u00b0C (1 830 \u00b0F) dans … Read more<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[],"yoast_head":"\nCalcaire | Densit\u00e9, capacit\u00e9 thermique, conductivit\u00e9 thermique<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Le calcaire est un type de roche s\u00e9dimentaire carbonat\u00e9e. 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