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Un corps au-dessus du zéro absolu émet un rayonnement électromagnétique. C'est une perte d'énergie thermique par radiation. Ici, un ingénieur au centre Goddard vient de mettre la main dans la poche de sa blouse. Un photographe a alors déclenché l'obturateur de son appareil Qwip (Nasa), dont le capteur est sensible aux fréquences du domaine infrarouge. © Nasa
L'énergie thermiqueénergie thermique est l'énergie cinétiqueénergie cinétique due aux mouvementsmouvements des atomesatomes ou moléculesmolécules d'un corps. Elle peut se mesurer en joulesjoules (unité d'énergie standard), en wattheures (unité plus communément utilisée dans la pratique industrielle) ou en électrons-voltsélectrons-volts (unité de la physiquephysique). Les échanges d'énergie thermique entre deux corps sont appelés transferts thermiques.
Transferts d'énergie thermique
La chaleur est un transfert thermique. La température mesure l'énergie cinétique moyenne des atomes ou des molécules et indique la capacité d'un corps à échanger de la chaleur. Quand les atomes ou les molécules sont immobiles, la température atteint un minimum absolu, qui vaut -273,15 °C (degrés Celsiusdegrés Celsius). On parle de « zéro absoluzéro absolu », et ce point constitue l'origine de la mesure en kelvinskelvins, notés K.
Lorsque deux corps échangent de la chaleur, leurs températures respectives évoluent et tendent à devenir égales. Quand il n'y a plus de transfert, il y a équilibre thermique. Les transferts d'énergie thermique s'effectuent selon trois modes, la conduction, la convectionconvection et la radiation :
- la conduction est le transfert thermique par contact (par exemple deux solidessolides l'un contre l'autre ou un solide en contact avec un fluide immobile) ;
- la convection est le transfert thermique entre deux corps, dont l'un au moins est un fluide mobilemobile, le vent par exemple. À cause du mouvement, l'équilibre thermique est plus difficile à obtenir. Par exemple, quand un corps chaud est exposé à un vent froid, le corps réchauffe l'airair autour de lui, mais cette couche d'air réchauffé est immédiatement remplacée par de l'air froid. La convection est un procédé de transfert efficace. C'est celui des convecteursconvecteurs de nos maisons, improprement appelés « radiateursradiateurs » ;
- la radiation est l'émissionémission d'ondes électromagnétiquesondes électromagnétiques (rayonnement du corps noircorps noir), dont le spectrespectre de fréquences dépend de la température. Un corps à quelques dizaines de degrés Celsius, par exemple, émet dans l'infrarougeinfrarouge.
