L'énergie thermique expliquée : définition, exemples et fonctionnement

L'énergie thermique est une forme d'énergie obtenue lorsqu'une substance est chauffée. Bien que le terme puisse être utilisé différemment et souvent de manière lâche. L'énergie thermique peut aussi être appelée énergie calorifique, produite quand une hausse de température fait bouger atomes et molécules plus vite et entrer en collision. Cet article couvre la définition, exemples, schémas, fonctionnement, méthodes de transfert de l'énergie thermique ou calorifique, et comment elle est produite.

Qu'est-ce que l'énergie thermique ?

L'énergie thermique peut être définie comme l'énergie possédée par un objet ou un système due au mouvement des particules dans l'objet ou le système. Pour la majorité, l'énergie thermique est connue pour sa capacité à effectuer un travail. Ce travail est le mouvement d'un objet du fait d'une force appliquée. Un système est un ensemble d'objets dans une frontière. Pour cette raison, l'énergie thermique est décrite comme la capacité de quelque chose à faire un travail du fait du mouvement de ses particules.

Cette énergie est un type d'énergie cinétique (énergie du mouvement) car due au mouvement des particules. L'énergie thermique résulte en une température interne mesurable. Par exemple, un thermomètre dans un objet ou système mesure la température en Celsius ou Fahrenheit. Plus les particules bougent vite dans l'objet, plus la température est élevée.

De plus, la chaleur est une forme d'énergie qui va toujours d'une substance plus chaude vers une plus froide. L'état chaud ou froid de la substance est ce qu'on appelle température. Donc l'énergie thermique désigne l'énergie contenue dans un système responsable de sa température. La chaleur est le flux d'énergie thermique. La thermodynamique, branche de la physique, traite du transfert de chaleur entre systèmes différents et du travail effectué dans le processus.

Exemples d'énergie thermique

L'énergie thermique a de nombreux exemples dans la vie quotidienne. Voici quelques exemples d'énergie calorifique :

• Quelqu'un recevant la chaleur du soleil
• Une tasse de chocolat chaud
• Faire bouillir de l'eau dans une bouilloire : exemple d'énergie thermique et cinétique
• Cuisson au four
• Chaleur d'un radiateur

En observant de l'eau bouillante sur une cuisinière, l'élément chauffant contient de l'énergie thermique. Si elle augmente, l'énergie interne de la cuisinière augmente aussi. Cette énergie thermique est ici les molécules composant le métal de l'élément. Ces molécules en mouvement sont invisibles mais présentes. Plus les molécules sont rapides, plus elles contiennent d'énergie thermique interne.

Schéma de l'énergie thermique :

Méthodes de transfert de chaleur

L'énergie thermique peut être transférée de trois façons fondamentales : convection, conduction, rayonnement.

Convection :

Le processus de convection se produit dans de nombreux foyers car le chauffage a souvent lieu selon les conditions météo. Le transfert de chaleur s'effectue à travers gaz ou liquides. L'air chauffé dans les maisons voit ses particules gagner de l'énergie, bouger plus vite, réchauffant les particules plus froides. Comme l'air chaud est moins dense que l'air froid, il monte et l'air plus frais descend, aspiré dans les systèmes de chauffage. Cela permet aux particules plus rapides de chauffer rapidement l'air. C'est un flux circulaire d'air appelé courant de convection, qui circule et chauffe nos maisons.

Conduction :

La conduction s'obtient entre objets en contact, d'un solide à un autre. Bon exemple : poser une poêle sur une cuisinière, qui chauffe quand on l'allume. Quand la poêle froide touche le brûleur chaud, l'énergie thermique est transférée du brûleur à la poêle, qui chauffe à son tour.

Rayonnement :

En rayonnement, la chaleur se déplace à travers des zones sans molécules sous forme d'énergie électromagnétique. En d'autres termes, tout objet dont on ressent la chaleur sans contact direct rayonne de l'énergie. Bon exemple : le soleil, chacun ressent sa chaleur en s'y exposant. Aussi, dans une pièce pleine de gens, on ressent une chaleur naturelle car chaque corps irradie de la chaleur.

Regardez la vidéo ci-dessous pour apprendre comment l'énergie thermique est produite :

Conclusion

L'énergie thermique est aussi appelée énergie calorifique, produite quand une hausse de température fait bouger atomes et molécules plus vite et entrer en collision. Cet article a discuté la définition, exemples, méthodes de transfert de l'énergie thermique ou calorifique.

J'espère que vous avez assez appris. N'hésitez pas à partager. Merci de votre lecture, à la prochaine !