Conductivité thermique des matériaux courants
Conductivité thermique des matériaux courants — solides, liquides et gaz.
Aperçu
La conductivité thermique (k) quantifie la capacité d'un matériau à conduire la chaleur. Elle est définie comme la quantité de chaleur transmise à travers une épaisseur unitaire, dans une direction normale à une surface d'aire unitaire, due à un gradient de température unitaire dans des conditions de régime permanent.
Unités : W/(m·K) en SI ; Btu/(hr·ft·°F) en Impérial.
Conversion d'unités : 1 W/(m·K) = 0.5779 Btu/(hr·ft·°F) = 0.85984 kcal/(h·m·°C)
Préservation du texte source original
La source définit la conductivité thermique comme une propriété du matériau et comme le transfert de chaleur à travers une épaisseur unitaire, normale à une aire unitaire, pour un gradient de température unitaire. Elle identifie également les symboles courants k, λ et κ, avec les unités W/(m K), J/(s m K), Btu/(hr ft °F), Btu in/(hr ft² °F) et kcal/(h m °C).
La source note que la température et la pression influencent la conductivité thermique, en particulier pour les fluides et les gaz. Elle signale également les produits contenant de l'amiante avec un avertissement sanitaire ; le tableau restauré conserve les lignes d'amiante pour l'exhaustivité des données historiques, tandis que les notes de sécurité ci-dessous indiquent que les fibres d'amiante sont dangereuses et nécessitent des contrôles qualifiés.
Formules clés
Loi de Fourier de la conduction de la chaleur
Flux de chaleur conductif en régime permanent à travers un mur plat ou une dalle.
Différence de température
Où T₁ est la température côté chaud et T₂ est la température côté froid.
Variables
| Symbole | Descriptif | Unité |
|---|---|---|
| q/A | Heat flux (heat transfer per unit area) | W/m² |
| k | Thermal conductivity | W/(m·K) |
| ΔT | Temperature difference across material | °C |
| L | Material thickness | m |
Conductivités thermiques des matériaux courants
Ce tableau sélectionné à 25 °C est un résumé dérivé pour une consultation rapide. Le tableau source original complet, incluant les colonnes spécifiques à la température à 25 °C, 125 °C et 225 °C lorsque disponible, est préservé ci-dessous.
Material | Conductivité thermique (W/(m·K)) | Category |
|---|---|---|
| Diamond | 1000 | Crystal |
| Copper | 401 | Metal |
| Aluminum | 215 | Metal |
| Aluminium Laiton | 121 | Alloy |
| Fer (forgé) | 80 | Metal |
| Acier inoxydable | 17 | Alloy |
| Oxyde d'aluminium | 30 | Ceramic |
| Agate | 10.9 | Mineral |
| Glass | 1.05 | Amorphous |
| Acrylic | 0.2 | Polymer |
| Acetals | 0.23 | Polymer |
| Eau (liquide) | 0.606 | Liquid |
| Acetone | 0.16 | Liquid |
| Air | 0.0262 | Gas |
| Ammoniac (gaz) | 0.0249 | Gas |
Source: engineeringtoolbox.com
Calculateur de Conduction
Le calculateur ci-dessous est une amélioration de migration basée sur la loi de Fourier du texte source ; il n'est pas présenté comme un calculateur original d'Engineering ToolBox.
Flux de chaleur conductif (Paroi plane)
Exemple : Casserole en aluminium vs. en acier inoxydable
Avec une différence de température de 20 °C à travers une paroi de 5 mm :
- Aluminium (k = 215 W/(m·K)) : q/A ≈ 860,000 W/m²
- Acier inoxydable (k = 17 W/(m·K)) : q/A ≈ 68,000 W/m²
L'aluminium conduit environ 12 à 13 fois plus de chaleur que l'acier inoxydable, ce qui explique pourquoi les ustensiles de cuisine en aluminium chauffent plus rapidement et plus uniformément.
Notes de sécurité sur la température, la pression et l'amiante provenant de la source
Les valeurs de conductivité thermique varient avec la température et la pression. La page source note spécifiquement que c'est important pour les fluides et les gaz tels que l'air, l'ammoniac, le dioxyde de carbone et l'eau ; utilisez des données spécifiques à la température et à la pression lorsqu'un projet dépend de calculs précis de transfert de chaleur.
Voir aussi les variations de conductivité thermique avec la température et la pression, pour : Air, Ammoniac, Dioxyde de carbone et Eau.
Note de sécurité sur l'amiante. La source signale également l'amiante comme un risque pour la santé. Les isolants et panneaux contenant de l'amiante peuvent avoir des valeurs de conductivité thermique utiles, mais les fibres d'amiante sont dangereuses lorsqu'elles sont inhalées et sont associées à des maladies pulmonaires graves et au cancer. Ne coupez, percez, ne retirez ni ne spécifiez de produits contenant de l'amiante sans procédures d'abatement qualifiées et les contrôles réglementaires applicables.
Tableaux de la source originale restaurés
Les tableaux suivants sont restaurés de la page source originale pour préserver les données de référence complètes.
Conductivités thermiques des matériaux et produits courants
Le tableau source restauré utilise trois colonnes de conductivité spécifiques à la température : 25 °C (77 °F), 125 °C (257 °F) et 225 °C (437 °F). Les cellules vides signifient que la source originale n'a pas fourni de valeur pour ce matériau à cette température.
Matériau / substance | Conductivité thermique à 25 °C (77 °F) (W/(m K)) | Conductivité thermique à 125 °C (257 °F) (W/(m K)) | Conductivité thermique à 225 °C (437 °F) (W/(m K)) |
|---|---|---|---|
| Acetals | 0.23 | — | — |
| Acetals | 0.23 | — | — |
| Acetone | 0.16 | — | — |
| Acétylène (gaz) | 0.018 | — | — |
| Acrylic | 0.2 | — | — |
| Air, atmosphère (gaz) | 0.0262 | 0.0333 | 0.0398 |
| Air, altitude 10000 m | 0.02 | — | — |
| Agate | 10.9 | — | — |
| Alcohol | 0.17 | — | — |
| Alumina | 36 | 26 | — |
| Aluminum | — | — | — |
| Laiton d'aluminium | 121 | — | — |
| Oxyde d'aluminium | 30 | — | — |
| Ammoniac (gaz) | 0.0249 | 0.0369 | 0.0528 |
| Antimony | 18.5 | — | — |
| Pomme (85.6% d'humidité) | 0.39 | — | — |
| Argon (gaz) | 0.016 | — | — |
| Arsenic | 50 | — | — |
| Panneau d'amiante-ciment1) | 0.744 | — | — |
| Plaques d'amiante-ciment1) | 0.166 | — | — |
| Amiante-ciment1) | 2.07 | — | — |
| Amiante, en vrac1) | 0.15 | — | — |
| Carton d'amiante1) | 0.14 | — | — |
| Asphalt | 0.75 | — | — |
| Bois de balsa | 0.048 | — | — |
| Barium | 18.4 | — | — |
| Basalt | 1.67 | — | — |
| Beryllium | 200 | — | — |
| Bismuth | 8.1 | — | — |
| Bitumen | 0.17 | — | — |
| Couches de bitume/feutre | 0.5 | — | — |
| Boeuf maigre (78.9 % d'humidité) | 0.43 - 0.48 | — | — |
| Benzene | 0.16 | — | — |
| Beryllium | — | — | — |
| Bismuth | 8.1 | — | — |
| Bitumen | 0.17 | — | — |
| Gaz de haut fourneau (gaz) | 0.02 | — | — |
| Tartre de chaudière | 1.2 - 3.5 | — | — |
| Boron | 25 | — | — |
| Brass | — | — | — |
| Parpaing | 0.10 - 0.20 | — | — |
| Brique dense | 1.31 | — | — |
| Brique réfractaire | 0.47 | — | — |
| Brique isolante | 0.15 | — | — |
| Maçonnerie ordinaire (Brique de construction) | 0.6 -1.0 | — | — |
| Maçonnerie dense | 1.6 | — | — |
| Brome (gaz) | 0.004 | — | — |
| Bronze | — | — | — |
| Minerai de fer brun | 0.58 | — | — |
| Beurre (15% de teneur en humidité) | 0.2 | — | — |
| Cadmium | — | — | — |
| Calcium | 200 | — | — |
| Silicate de calcium | 0.05 | — | — |
| Carbon | 1.7 | — | — |
| Disulfure de carbone (gaz) | 0.0073 | — | — |
| Dioxyde de carbone (gaz) | 0.0146 | — | — |
| Monoxyde de carbone (gaz) | 0.0232 | — | — |
| Fonte | — | — | — |
| Cellulose, coton, pâte de bois et régénérée | 0.23 | — | — |
| Acétate de cellulose, moulé, feuille | 0.17 - 0.33 | — | — |
| Nitrate de cellulose, celluloïd | 0.12 - 0.21 | — | — |
| Ciment Portland | 0.29 | — | — |
| Ciment, mortier | 1.73 | — | — |
| Matériaux céramiques | — | — | — |
| Chalk | 0.09 | — | — |
| Chamotte, argile réfractaire | 1.4 | — | — |
| Charcoal | 0.084 | — | — |
| Polyéther chloré | 0.13 | — | — |
| Chlore (gaz) | 0.0081 | — | — |
| Acier chrome-nickel (acier nickel-chrome) | 16.3 | — | — |
| Chromium | — | — | — |
| Chrom-oxide | 0.42 | — | — |
| Gaz de ville | 0.064 | — | — |
| Argile, sèche à humide | 0.15 - 1.8 | — | — |
| Argile saturée | 0.6 - 2.5 | — | — |
| Coal | 0.2 | — | — |
| Cobalt | — | — | — |
| Morue (83% de teneur en humidité) | 0.54 | — | — |
| Coke | 0.184 | — | — |
| Béton léger | 0.1 - 0.3 | — | — |
| Béton moyen | 0.4 - 0.7 | — | — |
| Béton dense | 1.0 - 1.8 | — | — |
| Béton, pierre | 1.7 | — | — |
| Constantan | 23.3 | — | — |
| Copper | — | — | — |
| Corian (céramique chargée) | 1.06 | — | — |
| Panneau de liège | 0.043 | — | — |
| Liège, regranulé | 0.044 | — | — |
| Cork | 0.07 | — | — |
| Cotton | 0.04 | — | — |
| Ouate de coton | 0.029 | — | — |
| Acier au carbone | — | — | — |
| Isolation en ouate de coton | 0.029 | — | — |
| Cuivre-nickel 30% | 30 | — | — |
| Diamond | 1000 | — | — |
| Terre de diatomée (Sil-o-cel) | 0.06 | — | — |
| Diatomite | 0.12 | — | — |
| Duralium | — | — | — |
| Terre, sèche | 1.5 | — | — |
| Ebonite | 0.17 | — | — |
| Emery | 11.6 | — | — |
| Huile moteur | 0.15 | — | — |
| Éthane (gaz) | 0.018 | — | — |
| Vapeur d'éthanol | 0.015 | — | — |
| Ether | 0.14 | — | — |
| Éthylène (gaz) | 0.017 | — | — |
| Epoxy | 0.35 | — | — |
| Éthylène glycol | 0.25 | — | — |
| Feathers | 0.034 | — | — |
| Isolation en feutre | 0.04 | — | — |
| Fiberglass | 0.04 | — | — |
| Panneau de fibre isolante | 0.048 | — | — |
| Panneau de fibre dur | 0.2 | — | — |
| Brique réfractaire 500 oC | 1.4 | — | — |
| Fluor (gaz) | 0.0254 | — | — |
| Verre mousse | 0.045 | — | — |
| Dichlorodifluorométhane R-12 (gaz) | 0.007 | — | — |
| Dichlorodifluorométhane R-12 (liquide) | 0.09 | — | — |
| Gasoline | 0.15 | — | — |
| Germanium | 59.9 | — | — |
| Glass | 1.05 | — | — |
| Verre, Perles, sec | 0.18 | — | — |
| Verre, Perles, saturé | 0.76 | — | — |
| Verre, fenêtre | 0.96 | — | — |
| Verre, isolant en laine | 0.04 | — | — |
| Glycerol | 0.28 | — | — |
| Gold | — | — | — |
| Granite | 1.7 - 4.0 | — | — |
| Graphite | 168 | — | — |
| Gravel | 0.7 | — | — |
| Sol ou terrain, zone très humide | 1.4 | — | — |
| Sol ou terrain, zone humide | 1 | — | — |
| Sol ou terrain, zone sèche | 0.5 | — | — |
| Sol ou terrain, zone très sèche | 0.33 | — | — |
| Plaque de plâtre | 0.17 | — | — |
| Hairfelt | 0.05 | — | — |
| Panneau dur haute densité | 0.15 | — | — |
| Bois durs (chêne, érable..) | 0.16 | — | — |
| Hastelloy C | 12 | — | — |
| Hélium (gaz) | 0.142 | — | — |
| Miel (teneur en humidité de 12,6%) | 0.5 | — | — |
| Acide chlorhydrique (gaz) | 0.013 | — | — |
| Hydrogène (gaz) | 0.168 | — | — |
| Chlorure d'hydrogène (gaz) | 0.014 | — | — |
| Sulfure d'hydrogène (gaz) | 0.013 | — | — |
| Glace (0 oC, 32 oF) | 2.18 | — | — |
| Indium | 81.6 | — | — |
| Inconel | 15 | — | — |
| Fer en lingot | 47 - 58 | — | — |
| Matériaux isolants | 0.035 - 0.16 | — | — |
| Iodine | 0.44 | — | — |
| Iridium | 147 | — | — |
| Iron | — | — | — |
| Iron-oxide | 0.58 | — | — |
| Isolation en kapok | 0.034 | — | — |
| Kerosene | 0.15 | — | — |
| Krypton (gaz) | 0.0088 | — | — |
| Lead | — | — | — |
| Cuir, sec | 0.14 | — | — |
| Limestone | 1.26 - 1.33 | — | — |
| LInoleum | 0.19 | — | — |
| Lithium | — | — | — |
| Isolation en magnésie (85%) | 0.07 | — | — |
| Magnesite | 4.15 | — | — |
| Magnesium | — | — | — |
| Alliage de magnésium | 70 - 145 | — | — |
| Marble | 2.08 - 2.94 | — | — |
| Mercure, liquide | — | — | — |
| Méthane (gaz) | 0.03 | — | — |
| Methanol | 0.21 | — | — |
| Mica | 0.71 | — | — |
| Milk | 0.53 | — | — |
| Matériaux d'isolation en laine minérale, couvertures de laine .. | 0.04 | — | — |
| Molybdenum | — | — | — |
| Monel | — | — | — |
| Néon (gaz) | 0.046 | — | — |
| Neoprene | 0.05 | — | — |
| Niobium | 53.7 | — | — |
| Nickel | — | — | — |
| Oxyde nitrique (gaz) | 0.0238 | — | — |
| Azote (gaz) | 0.024 | — | — |
| Oxyde nitreux (gaz) | 0.0151 | — | — |
| Nylon 6, Nylon 6/6 | 0.25 | — | — |
| Huile, lubrifiant pour machines SAE 50 | 0.15 | — | — |
| Huile d'olive | 0.17 | — | — |
| Osmium | 87.6 | — | — |
| Oxygène (gaz) | 0.024 | — | — |
| Ozone (gaz) | 0.019 | — | — |
| Palladium | 70.9 | — | — |
| Paper | 0.05 | — | — |
| Cire de paraffine | 0.25 | — | — |
| Peat | 0.08 | — | — |
| Perlite, pression atmosphérique | 0.031 | — | — |
| Perlite, vide | 0.00137 | — | — |
| Résines coulées phénoliques | 0.15 | — | — |
| Composés de moulage phénol-formaldéhyde | 0.13 - 0.25 | — | — |
| Bronze phosphoreux | 110 | — | — |
| Pinchbeck | 159 | — | — |
| Pitch | 0.13 | — | — |
| Houille | 0.24 | — | — |
| Plâtre léger | 0.2 | — | — |
| Plâtre, treillis métallique | 0.47 | — | — |
| Plâtre, sable | 0.71 | — | — |
| Plâtre, lattis en bois | 0.28 | — | — |
| Plasticine | 0.65 - 0.8 | — | — |
| Plastiques, expansés (matériaux d'isolation) | 0.03 | — | — |
| Platinum | — | — | — |
| Plutonium | — | — | — |
| Plywood | 0.13 | — | — |
| Polyamid | 0.31 | — | — |
| Polycarbonate | 0.19 | — | — |
| Polyester | 0.05 | — | — |
| Polyéthylène basse densité, PEL | 0.33 | — | — |
| Polyéthylène haute densité, PEH | 0.42 - 0.51 | — | — |
| Polyisoprène caoutchouc naturel | 0.13 | — | — |
| Polyisoprène caoutchouc dur | 0.16 | — | — |
| Polyméthacrylate de méthyle | 0.17 - 0.25 | — | — |
| Polypropylène, PP | 0.1 - 0.22 | — | — |
| Polystyrène expansé | 0.03 | — | — |
| Polystyrol | 0.043 | — | — |
| Mousse de polyuréthane | 0.03 | — | — |
| Porcelain | 1.5 | — | — |
| Potassium | 102.4 | — | — |
| Pomme de terre, chair crue | 0.55 | — | — |
| Propane (gaz) | 0.015 | — | — |
| Propylène (gaz) | 0.017 | — | — |
| Polytétrafluoroéthylène (PTFE) | 0.25 | — | — |
| Polychlorure de vinyle, PVC | 0.19 | — | — |
| Verre Pyrex | 1.005 | — | — |
| Quartz minéral | 3 | — | — |
| Radium | 18.6 | — | — |
| Radon (gaz) | 0.0033 | — | — |
| Métal rouge | — | — | — |
| Rhenium | — | — | — |
| Rhodium | — | — | — |
| Roche, solide | 2 - 7 | — | — |
| Roche, volcanique poreuse (Tuf) | 0.5 - 2.5 | — | — |
| Isolant en laine de roche | 0.045 | — | — |
| Papier de toiture | 0.19 | — | — |
| Rosin | 0.32 | — | — |
| Caoutchouc cellulaire | 0.045 | — | — |
| Caoutchouc naturel | 0.13 | — | — |
| Rubidium | — | — | — |
| Saumon (73% de teneur en humidité) | 0.5 | — | — |
| Sable, sec | 0.15 - 0.25 | — | — |
| Sable, humide | 0.25 - 2 | — | — |
| Sable, saturé | 2 - 4 | — | — |
| Sandstone | 1.7 | — | — |
| Sawdust | 0.08 | — | — |
| Selenium | — | — | — |
| Laine de mouton | 0.039 | — | — |
| Aérogel de silice | 0.02 | — | — |
| Résine de silicium coulée | 0.15 - 0.32 | — | — |
| Carbure de silicium | 120 | — | — |
| Huile de silicone | 0.1 | — | — |
| Silimanite | 151 | — | — |
| Silver | — | — | — |
| Laine de laitier | 0.042 | — | — |
| Slate | 2.01 | — | — |
| Neige (temp < 0 oC) | 0.05 - 0.25 | — | — |
| Sodium | — | — | — |
| Bois tendres (sapin, pin ..) | 0.12 | — | — |
| Sol, argile | 1.1 | — | — |
| Sol, avec matière organique | 0.15 - 2 | — | — |
| Sol, saturé | 0.6 - 4 | — | — |
| Soudure 50-50 | 50 | — | — |
| Soot | 0.07 | — | — |
| Vapeur, saturée | 0.0184 | — | — |
| Vapeur, basse pression | 0.0188 | — | — |
| Steatite | 2 | — | — |
| Acier, carbone | — | — | — |
| Acier, inoxydable | — | — | — |
| Isolation en panneaux de paille, comprimée | 0.09 | — | — |
| Styrofoam | 0.033 | — | — |
| Dioxyde de soufre (gaz) | 0.0086 | — | — |
| Soufre, cristal | 0.2 | — | — |
| Hexafluorure de soufre | 0.011 | — | — |
| Sugars | 0.087 - 0.22 | — | — |
| Tantalum | — | — | — |
| Tar | 0.19 | — | — |
| Tellurium | 4.9 | — | — |
| Thorium | — | — | — |
| Bois, aulne | 0.17 | — | — |
| Bois, frêne | 0.16 | — | — |
| Bois, bouleau | 0.14 | — | — |
| Bois, mélèze | 0.12 | — | — |
| Bois, érable | 0.16 | — | — |
| Bois, chêne | 0.17 | — | — |
| Bois, pin pitch | 0.14 | — | — |
| Bois, bois de vie | 0.19 | — | — |
| Bois, hêtre rouge | 0.14 | — | — |
| Bois, pin rouge | 0.15 | — | — |
| Bois, pin blanc | 0.15 | — | — |
| Bois, noyer | 0.15 | — | — |
| Tin | — | — | — |
| Titanium | — | — | — |
| Tungsten | — | — | — |
| Uranium | — | — | — |
| Mousse de polyuréthane | 0.021 | — | — |
| Vacuum | 0 | — | — |
| Vanadium | 30.7 | — | — |
| Granulés de vermiculite | 0.065 | — | — |
| Ester vinylique | 0.25 | — | — |
| Water | 0.606 | — | — |
| Eau, vapeur (vapeur) | — | 0.0267 | 0.0359 |
| Wax | 0.084 | — | — |
| Farine de blé | 0.45 | — | — |
| Métal blanc | 35 - 70 | — | — |
| Bois dans le sens transversal, pin blanc | 0.12 | — | — |
| Bois dans le sens transversal, balsa | 0.055 | — | — |
| Bois dans le sens transversal, pin jaune, bois | 0.147 | — | — |
| Bois, chêne | 0.17 | — | — |
| Laine, feutre | 0.07 | — | — |
| Laine de bois, dalle | 0.1 - 0.15 | — | — |
| Xénon (gaz) | 0.0051 | — | — |
| Zinc | — | — | — |
| Zirconium | 22.7 | — | — |
Source: engineeringtoolbox.com
Images sources originales
Les images sources originales suivantes sont préservées pour éviter de perdre le matériel de référence visuel. Lorsqu'une image contient des données graphiques ou tabulaires, ses valeurs extraites sont représentées dans les tableaux de la page, les calculateurs ou les graphiques interactifs ; les images restantes sont conservées comme références visuelles sources.
Notes d'ingénierie
- Dépendance à la température : La conductivité thermique des gaz augmente avec la température ; pour la plupart des métaux et des solides, elle diminue légèrement. Consultez les données spécifiques à la température pour des travaux de précision.
- Transfert de chaleur global : Le flux conductif ci-dessus n'est qu'une partie d'un système réel. Le transfert de chaleur global dépend des coefficients convectifs et de l'échange radiatif sur les deux surfaces. Utilisez le coefficient de transfert de chaleur global U pour les problèmes multicouches ou couplés par fluide.
- Matériaux anisotropes : Le bois, les composites et les cristaux peuvent avoir différentes valeurs de k selon les axes. Utilisez la conductivité directionnelle le cas échéant.
- Avertissement sur l'amiante : L'amiante a des propriétés thermiques favorables, mais ses fibres provoquent le mésothéliome et le cancer du poumon lorsqu'elles sont inhalées. Évitez la manipulation ; utilisez des alternatives plus sûres.
- Sélection de l'isolation : Pour les barrières thermiques, un k faible est souhaité. L'air (k ≈ 0,026 W/(m·K)) et les plastiques mousse sont des isolants courants.