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Chaleur et échange de chaleur


Bilan thermique

Imaginez deux cubes de fer solide, chacun d'une masse de 1 kilogramme (1 kg). L'un est à 10ºC et l'autre à 30ºC.

Si nous les mettons en contact, nous nous rendons compte qu'au cours des prochaines minutes, leurs températures changent jusqu'à ce qu'ils atteignent une situation où ils ont tous les deux la même température, 20ºC.

Lorsque les deux cubes ont la même température, on dit qu'ils ont atteint l'équilibre thermique.

En général, deux corps sont en équilibre thermique lorsqu'ils ont la même température. En revanche, lorsque la température de deux corps est différente, ils ne sont pas en équilibre thermique. C'est le cas des deux cubes de fer au début de l'expérience.

Le concept scientifique de la chaleur

Pourquoi deux corps à des températures différentes atteignent-ils l'équilibre thermique quelque temps après avoir été mis en contact?

L'explication des scientifiques pour cet événement est qu'il y a transfert d'énergie du corps le plus chaud au corps le plus froid. Il s'agit d'une règle générale de la nature: Lorsque deux corps sont en contact, l'énergie passe de la température la plus élevée à la température la plus basse.

L'énergie transférée entre deux corps (ou parties du même corps) qui ont des températures différentes est appelée chaleur. La chaleur circule toujours spontanément du corps le plus chaud au corps le plus froid.

Le processus est appelé échange de chaleur (ou transfert) et se produit jusqu'à ce que l'équilibre thermique soit établi.

Processus d'échange de chaleur

Le transfert d'énergie d'un corps plus chaud à un corps plus froid peut se produire de trois manières distinctes, dont nous parlerons plus tard: conduite, le convection et le irradiation. En pratique, l'échange de chaleur entre deux corps peut même impliquer un, deux ou même les trois de ces processus. Cependant, il est important que vous les connaissiez afin de mieux comprendre certains de vos événements quotidiens.