Qu'est-ce que la science thermique?
La science thermique est une branche de la recherche scientifique qui traite spécifiquement de la chaleur et de l’énergie, à travers la thermodynamique et le transfert de chaleur. La science thermique est utilisée dans de nombreuses applications pratiques, telles que les systèmes de chauffage, la production d'énergie et à titre expérimental. La science thermique est généralement considérée comme une branche de l’ingénierie, car dans la pratique, elle est le plus souvent utilisée par les ingénieurs qui tentent de concevoir des systèmes de chauffage et de production d’énergie plus sûrs et plus efficaces.
La science thermique se penche d'abord sur la thermodynamique, une branche de la physique qui intègre plusieurs variables et la manière dont elles interagissent pour former de la chaleur ou de l'énergie. La thermodynamique examine l'interaction de la température, de la pression et du volume au sein d'un système pour créer de la chaleur, de l'énergie ou les deux. La métamorphose de l'énergie dans la recherche du pouvoir et de la chaleur est au centre de la thermodynamique, qui désigne le rendement énergétique d'un dispositif en tant que «travail», la force nécessaire pour déplacer un objet. La thermodynamique est régie par plusieurs règles, de même que la plupart des disciplines scientifiques.
La première règle est qu'il n'est pas possible d'extraire plus d'énergie d'un système que ce qui est entré, car l'énergie ne peut être convertie que sous une nouvelle forme, ni créée ni détruite. La seconde est que toutes les machines perdront leur efficacité entre l’énergie d’entrée et de sortie dans un processus appelé entropie, dans lequel l’énergie est réellement perdue. Ces règles régissent les systèmes de conversion d'énergie des barrages hydroélectriques au moteur à essence et constituent un élément crucial de la thermodynamique.
La science thermique est une tentative d'équilibrer le transfert de chaleur et les lois de la thermodynamique pour tenter de prendre de l'avance lors de la production d'énergie. La science thermique englobe plusieurs disciplines scientifiques, toutes relatives à l'énergie, scientifiques et ingénieurs travaillant ensemble pour utiliser l'énergie thermique plus efficacement. La science thermique cherche de nouveaux moyens d'extraire la chaleur, d'isoler l'énergie et de l'utiliser de la manière la plus pratique possible.
Les étudiants en sciences thermiques sont intéressés par l'exploration de modes de collecte d'énergie alternatifs, ainsi que par la maximisation de la sécurité humaine autour des systèmes de conversion d'énergie. Lorsque la science thermique est utilisée dans une application pratique, les ingénieurs se penchent sur les propriétés de transfert de chaleur d'objets ou de systèmes énergétiques, et tentent également de déterminer le bilan énergétique global d'un système. De plus, les ingénieurs étudient les principes de la thermodynamique, qui incluent les réactions chimiques et physiques en plus des lois primaires.
Lorsqu'ils sont utilisés de manière théorique, les physiciens spécialisés dans les sciences thermiques s'intéressent à la conversion de l'électricité et à l'amélioration des systèmes de conversion de l'énergie. L’étude théorique des sciences thermiques a conduit à l’introduction de nombreux dispositifs permettant d’économiser de l’énergie, ainsi qu’au renforcement de l’efficacité et de la sécurité. Dans les deux cas, la science thermique étudie les interactions fondamentales entre les processus physiques et chimiques et les résultats.