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Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Comment la chaleur est-elle transférée ? Rayonnement, convection et translation

Comment la chaleur est-elle transférée ? Rayonnement, convection et translation

Le transfert de chaleur ou flux de chaleur est le flux d'énergie sous forme de chaleur à partir d'emplacements avec une température plus élevée vers des emplacements avec une température plus basse. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, l'inverse n'est pas possible (flux de chaleur de basse à haute température). Par conséquent, la chaleur sera toujours distribuée aussi uniformément que possible dans toute la pièce. En d'autres termes, un système thermodynamique s'efforce d'obtenir la plus grande entropie possible.

Le transfert de chaleur joue un rôle important dans de nombreux processus industriels et dans l'énergie nucléaire en particulier. Le transfert d' énergie thermique est essentiel pour pouvoir transférer la chaleur générée dans le réacteur nucléaire afin de pouvoir générer de la vapeur et entraîner les turbines à vapeur.

Il existe trois façons de transférer l' énergie thermique:

  • Transfert de chaleur par conduction.
  • Transfert d'énergie thermique par rayonnement.
  • Transfert de chaleur par convection. 

Transfert de chaleur par conduction

Le transfert de chaleur par conduction est le transfert de chaleur à l'intérieur de la substance en question, par lequel la chaleur circule des particules ayant une énergie cinétique plus élevée (température) vers des particules moins riches en énergie (plus froide). Le flux de chaleur dépend de la différence de température sur la distance (le gradient de température) et de la résistance interne au flux de chaleur du matériau concerné, qui est appelée conductivité thermique ou coefficient de conductivité thermique. Ce principe est exprimé dans la loi de Fourier.

Un exemple de transfert de chaleur par conduction est lorsque nous saisissons un morceau de glace à la main. On remarque immédiatement le froid. Ce qui se passe vraiment, c'est que nous transférons la chaleur de notre corps vers la glace. Lors de ce transfert thermodynamique, la peau baisse la température et notre système nerveux nous avertit; C'est pourquoi nous avons remarqué le froid.

Dans tous les cas, la chaleur est toujours transférée du corps ayant la température la plus élevée au corps ayant la température la plus basse. Sinon, le deuxième principe des lois de la thermodynamique ne serait pas respecté.

Transfert d'énergie thermique par rayonnement

Transfert d'énergie thermique par rayonnement. Il s'agit du transfert de chaleur entre deux corps qui ne sont pas en contact l'un avec l'autre sans utiliser d'intermédiaire. Un corps est chaud et, par conséquent, émet beaucoup de rayonnement électromagnétique et, par conséquent, perd de la chaleur, et l'autre corps absorbe une partie du rayonnement entrant et le convertit en chaleur.

L'exemple le plus clair, dans ce cas, est l'énergie solaire. Le soleil génère de l'énergie thermique qui est transmise à la terre par le rayonnement électromagnétique. C'est ce que nous appelons le rayonnement solaire. Dans ce cas, il est évident que la Terre et le Soleil ne sont pas en contact et qu'il n'y a pas d'intermédiaire: l'espace est vide.


Transfert de chaleur par convection

Le transfert de chaleur par convection est le transfert de chaleur par le déplacement d'un liquide chaud ou d'un gaz chaud, ou d'un liquide froid ou d'un gaz froid. Lorsque la chaleur entraîne le flux, son extension peut être exprimée avec le coefficient de transfert de chaleur.

Expliqué avec un exemple simple. Si nous chauffons un verre d'eau au micro-onde puis prenons le verre sur la table, nous effectuons un transfert de chaleur. Il en va de même pour les courants de vent et d'air chaud.

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Date de publication : 1 février 2020
Dernier examen : 31 janvier 2020