Nous expliquons ce qu’est l’énergie thermique, comment elle est obtenue et quelles sont ses caractéristiques. Aussi, qu’est-ce que l’énergie thermique.
Qu’est-ce que l’énergie thermique ?
L’énergie thermique ou énergie calorifique est le degré d’ énergie interne contenu dans un système thermodynamique en équilibre (un corps, un ensemble de particules, une molécule , etc.) et qui est proportionnel à sa température absolue .
En d’autres termes, l’énergie thermique est ce qui génère le mouvement interne et aléatoire des particules d’un corps (c’est-à-dire qu’elle équivaut à l’énergie cinétique ), qui augmente ou diminue par transfert d’énergie, généralement sous forme de chaleur ou de travail .
La température d’un système et sa capacité à générer du travail (mouvement, etc.) dépendent de son énergie thermique. En effet, comme toutes les formes d’énergie, elle peut être transformée, transmise ou conservée dans une certaine mesure.
Cela implique que l’énergie thermique est également responsable des états d’agrégation de la matière , puisqu’à des niveaux d’énergie plus élevés, une plus grande agitation des particules constitutives de la matière et moins de possibilité qu’elles partagent un espace limité.
Les particules d’un liquide sont plus énergétiques que celles d’un solide , et celles d’un gaz beaucoup plus que celles d’un liquide. Par conséquent, nous pouvons généralement chauffer (c’est-à-dire introduire de l’énergie thermique) un solide et l’amener à l’état liquide, et continuer à le chauffer pour l’amener à l’état gazeux.
La perte ou le gain d’énergie thermique est ce qui définit le chauffage ou le refroidissement d’un corps ou d’un système. Cependant, les concepts suivants ne doivent pas être confondus :
- température . C’est l’énergie cinétique moyenne des particules d’un corps ou d’un système.
- chaleur . C’est le transfert d’énergie interne d’un corps ou d’un système à un autre, à la suite d’une différence de température.
- L’énergie thermique . C’est l’énergie totale des molécules dans un corps ou un système.
Voir aussi: Thermodynamique
Caractéristiques de l’énergie thermique
Comme tous les systèmes thermodynamiques tendent à l’ équilibre thermique avec leur environnement , cette énergie doit pouvoir se transmettre d’un corps à un autre ou d’un corps à l’environnement , et ce par trois mécanismes essentiels :
- Conduite . Le transfert d’énergie se fait par contact entre les corps, sans échange de matière.
- Convection . Le transfert d’énergie se produit par le mouvement d’un fluide (liquides ou gaz). Si, par exemple, deux fluides sont mélangés, celui dont la température est la plus élevée transférera de la chaleur à l’autre, par convection.
- rayonnement . L’énergie est transférée sans contact physique et par ondes électromagnétiques. Par exemple, le soleil transmet de l’énergie thermique par rayonnement.
Comment l’énergie thermique est-elle obtenue ?
L’énergie thermique peut être obtenue de multiples façons, à travers différentes sources qui fournissent de la chaleur. Ainsi, par exemple, le chauffage en hiver est une source d’énergie thermique qui dégage de la chaleur et que notre corps absorbe pour se réchauffer.
La chaleur apportée par le chauffage provient de la transformation de l’énergie électrique en énergie thermique, c’est-à-dire que les sources de ce type d’énergie peuvent être alimentées par d’autres formes d’énergie. Par exemple, l’énergie thermique peut être obtenue à partir de réactions chimiques , notamment d’oxydoréduction ou de combustion .
Lorsque nous allumons un feu, lorsque nous mangeons et digérons des aliments , ou lorsque nous mélangeons certains acides et certains métaux , nous donnons lieu à une réaction chimique (ou biochimique , dans notre corps) qui nous permet d’augmenter notre énergie interne et donc , notre énergie thermique.
Avantages et inconvénients de l’énergie thermique
La gestion de l’énergie thermique est un grand avantage pour l’humanité , puisqu’elle nous donne la possibilité de contrôler la température de notre corps et de l’espace que nous habitons, et nous garantit un confort voire une survie dans des environnements climatiques hostiles.
Mais en même temps, l’énergie thermique peut conduire à des scénarios d’emballement , dans lesquels la chaleur déclenche des réactions de combustion qui peuvent conduire à des catastrophes , telles que des incendies, des suffocations ou des réactions chimiques imprévues.
Exemples d’énergie thermique
Quelques exemples d’énergie thermique :
- La chaleur du Soleil , rayonnée dans l’espace qui l’entoure et que nous recevons chaque jour avec sa lumière .
- La chaleur que nous ajoutons aux aliments lors de la cuisson augmente considérablement leur énergie thermique et produit des changements chimiques dans leur composition qui nous permettent de les digérer plus facilement.
- Un appareil de chauffage ajoute de l’énergie thermique à l’environnement d’une pièce, et que notre corps absorbe de l’ air , et nous le percevons comme de la chaleur.
- Lorsque nous allumons une allumette, nous déclenchons une réaction exothermique , c’est-à-dire une réaction qui augmente l’énergie thermique du système, du moins pendant le temps qu’il faut pour que l’allumette soit consommée.
- Certains phénomènes physiques générateurs de chaleur, comme le frottement , augmentent l’énergie thermique d’un système.
Énergie thermique et énergie thermique
De manière générale, on parle d’énergie thermique et calorique sans autre distinction, puisque les deux termes sont fondamentalement synonymes .
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