Chaleur, Température et Dilatation : Concepts de Base en Physique

Concepts fondamentaux de la chaleur et de l'énergie thermique

La chaleur est le transfert d'énergie d'une partie à une autre (organisme ou corps) lorsque ces corps sont à des températures différentes. L'énergie est en transit et circule toujours des organismes (ou corps) les plus chauds vers les plus froids.

Température et unités de mesure

La Température est la grandeur qui nous indique si un objet est chaud ou froid par rapport à une référence.

Unités de température courantes

• Celsius (°C) : Unité internationale la plus couramment utilisée.
• Fahrenheit (°F) : Unité de température établie par Gabriel Fahrenheit. Son échelle fixait initialement le zéro et le cent basés sur la congélation et l'évaporation d'une solution de chlorure d'ammonium dans l'eau.
• Kelvin (K) : Échelle de température établie par William Thomson (Lord Kelvin), basée sur le degré Celsius, mais dont le point zéro est le zéro absolu.

Unités d'énergie thermique

• Kcal (Kilocalorie)
• Joule (J)
• Calorie (Cal) (Correction de « la chaux »)

Modes de transfert de chaleur

1. Conduction

   Propagation de la chaleur à travers un corps solide due à l'interaction entre ses molécules.

2. Convection

   Mode de transfert de chaleur caractérisé par le mouvement d'un fluide qui transporte la chaleur entre des zones de températures différentes.

3. Rayonnement

   Propagation de la chaleur par l'émission d'ondes électromagnétiques, y compris dans le vide.

La dilatation thermique

La dilatation est le changement de volume, de longueur ou d'une autre dimension métrique que subit un corps physique en raison d'une variation de température.

Types de dilatation

Dilatation linéaire

Augmentation ou diminution de la longueur que subit un solide lorsque sa température varie.

Coefficient de dilatation linéaire

L'incrément de longueur que subit une tige d'une substance donnée, d'une longueur initiale d'un mètre, lorsque sa température augmente d'un degré Celsius (1 °C).

Dilatation superficielle

L'expansion ou la contraction bidimensionnelle (2D) d'un corps.

Dilatation cubique (ou volumique)

Implique la modification des trois dimensions d'un corps (longueur, largeur et hauteur). Elle signifie une augmentation du volume.

Coefficient de dilatation cubique

L'incrément de volume qu'expérimente une substance corporelle d'un volume initial donné, lorsque sa température augmente de 1 °C.

Capacité thermique et échanges

Chaleur spécifique

La chaleur spécifique d'une substance est sa capacité thermique par unité de masse.

Principe des échanges thermiques

Lors de tout échange thermique, la chaleur transférée est égale à la chaleur absorbée. En d'autres termes : Chaleur perdue = Chaleur acquise.