La chaleur est de l’énergie et, au niveau moléculaire, elle est liée aux masses et aux vitesses auxquelles les particules de matière (électrons, noyaux atomiques, atomes, molécules) entrent en » collision » les unes avec les autres.
Conduction : la chaleur est transférée par le passage de l’énergie d’une particule de haute énergie à ses voisines environnantes en entrant en collision, de manière similaire aux collisions de boules de billard.
Dans un solide, où les particules sont bloquées en place, incapables de se déplacer librement dans la matière, c’est de cette manière que la chaleur est transférée.
Convection : la chaleur est transférée par le mouvement des particules les plus chaudes (à plus haute énergie) qui s’éloignent de la source de chaleur, emportant avec elles la chaleur qu’elles ont gagnée.
Cela ne peut se produire que dans les fluides (liquides et gaz) où les particules sont libres de se déplacer dans l’espace. Le fluide plus chaud étant moins dense, il s’élèvera en raison de sa plus grande flottabilité et le fluide plus froid prendra sa place, pour être chauffé à son tour.
Dans un environnement fermé, les courants de convection circulent dans l’espace en distribuant les particules réchauffées et donc en transférant la chaleur.
Radiation : l’énergie thermique radiante est transférée sous forme de rayonnement électromagnétique. Les objets chauds émettent un rayonnement infrarouge depuis leur surface, qui réchauffe ensuite toute matière qui l’absorbe.
La chaleur rayonnante traverse un matériau transparent aux infrarouges (par exemple l’air) et réchauffe les objets absorbant les infrarouges qu’elle frappe. Les surfaces noires ont tendance à émettre et à absorber le mieux le rayonnement infrarouge.
La chaleur du soleil voyage jusqu’à la Terre sous forme d’énergie rayonnante (la conduction et la convection ne sont pas possibles dans le vide).
La chaleur rayonnante est une source d’énergie renouvelable.
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