Qu'est-ce qu'un flux de chaleur?
Le transfert d'énergie thermique d'une zone chaude vers une zone froide est appelé flux de chaleur . Cela se produit lorsqu'un certain objet ou matériau est à une température différente de celle des objets environnants. Le principe sous-jacent à ce processus implique le fait que l’équilibrage thermique doit se produire entre objets, également appelé deuxième loi de la thermodynamique. En substance, lorsqu'il existe une différence de température entre les matériaux, le flux de chaleur ne peut être que ralenti, et non stoppé.
Le flux de chaleur repose fortement sur le concept de conduction. Fondamentalement, le transfert de l'énergie thermique repose sur la diffusion d'électrons libres. Pour que la chaleur se déplace d'un objet ou d'un matériau à un autre, les atomes adjacents vibrent les uns contre les autres. Ceci est causé par le passage d'électrons d'un atome à un autre. En termes de liquides, les molécules sont plus éloignées, raison pour laquelle l’énergie thermique est transférée plus lentement lorsque cet état de la matière est présent.
La convection est également importante pour le flux de chaleur. Cela se produit lorsqu'un objet ou une surface solide est situé près d'un gaz ou d'un liquide. Le taux de transfert thermique augmente à mesure que le mouvement se déplace plus rapidement. Les lois de la thermodynamique régissent deux types de convection: naturelle et forcée. Des forces de flottabilité dues aux variations de densité du gaz ou du liquide se produisent naturellement, tandis que la convection forcée est une réponse à une méthode artificielle telle qu'une pompe ou un ventilateur.
Lorsque la chaleur est transférée des matériaux à travers un espace vide, le concept est appelé rayonnement . Cela se produit pour tous les objets au-dessus du zéro absolu, même ceux situés dans un vide parfait. Par exemple, les radiations du Soleil traversent le vide de l’espace avant de toucher la Terre et d’autres planètes.
Le principe général de la thermodynamique et du flux thermique a été établi par Sir Isaac Newton. La loi du refroidissement stipule que "le taux de perte de chaleur d'un corps est proportionnel à la différence de température entre le corps et son environnement ou son environnement". Ceci peut être observé en analysant les aliments. Par exemple, lorsqu'une tarte est retirée du four et placée dans une fenêtre froide, le taux de perte de chaleur est déterminé par la température de l'air.
Un effet secondaire intéressant du flux de chaleur peut se produire lorsque la vapeur passe dans sa phase liquide. Connu sous le nom de condensation, ce processus repose sur la forme gazeuse d'un liquide en train de changer. Cela se voit dans la nature sous forme de brouillard ou sur un verre froid lors d'une journée chaude.