Le transfert de la chaleur Les processus de transfert de la chaleur La chaleur est transmise d un objet chaud à un objet froid. Chapitre 6 Les processus de transfert de la chaleur Il y a trois processus par lesquels la chaleur est transmise : La conduction La convection La radiation Les processus de transfert de la chaleur La conduction La conduction : le transfert d énergie thermique qui se produit lorsque les particules chaudes entrent en contact avec les particules froides. L énergie passe de substance chaude à la substance froide. Comment? La conduction: Comment l énergie est-elle elle transmise? Les particules chaudes vibrent et absorbent beaucoup de l énergie cinétique et quand ces particules touchent les particules froides, il y a un transfert de l énergie. Alors, les particules chaudes perdent un peu de leur énergie (donc, la chaleur) et les particules froides deviennent plus chaudes et gagnent de l énergie. À la fin, on va avoir deux substances qui ont une énergie uniforme. La conduction se produit généralement dans les solides. 1
La conduction Des exemples de la conduction Des exemples de la conduction La convection La convection : un gaz ou un liquide chaud se déplace et transporte de la chaleur. Les particules d air chaud sont éloignées les unes des autres et chaque volume d air chaud a moins de particules. Donc, il est plus léger et monte. Quand ca se passe, il y a une vide et cette vide est rempli avec de l air plus froid qui a plus de particules dans chaque volume d air (il est plus lourd). Au cours de son ascension, l air chaud refroidit et devient plus lourd et descend et rempli la vide. Ce mouvement s appelle le courant de convection. Un exemple: le vent La convection La convection un exemple Le Soleil réchauffe inégalement la surface de la Terre. Près de l équateur, les rayons du Soleil frappent directement la surface de la Terre et cause le sol d être plus chaud que des autres régions. Le sol, qui est chaud et réchauffe l air au-dessus, devient plus chaud à cause de la conduction (deux substances l air et le sol). Alors, maintenant, l air, qui est réchauffé, se dilate et monte. L air plus froid se glisse sous l air qui monte (il est plus lourd). En même temps, l air qui était réchauffé commence à se refroidir et descend. Si l air est humide, on va avoir de la condensation qui cause de la pluie ou de la neige. 2
Les courants de convection Des exemples de la convection Le réchauffement d une maison Le réchauffement d un liquide Le réchauffement de la Terre La radiation La radiation La radiation : le transfert de l énergie par des ondes électromagnétiques. Une onde électromagnétique : les ondes lumineuses et des autres formes d ondes. On ne peut pas voir ces ondes parce qu elles ne sont pas faites de matière (comme les vagues dans l eau) il n y a pas de particules. Les ondes électromagnétiques transportent la chaleur du Soleil. Il y a plusieurs types d ondes électromagnétiques. La radiation La convection, la conduction et la radiation 3
La convection, la conduction et la radiation L énergie radiante peut être 1. Reflétée sur les surfaces de couleur pale, brillantes et lisses. L énergie radiante peut être 2. Absorbée par les surfaces qui sont ternes, rugueuses, et de couleur foncé. L objet deviendra plus chaude. L énergie radiante peut être. 3. Transmise L énergie radiante passe à travers l objet. Ex. Le plastique, la verre, le papier Un exemple: le micro-ondeonde Activité 6-1C Reflétée Absorbée Le transfert de l énergie et les installations de chauffage domestiques Page 182 Transmise 4
Une cheminée Des façons pour réchauffer la maison La radiation du feu et les courants de convection dans l air réchauffe la maison Un poêle à bois Un radiateur très efficace à cause de son couleur noir. Des radiateurs électriques Utilise l électricité pour créer de la chaleur et puis réchauffe l air par la convection Des chaudières à l huile L'air va dans le four et est chauffée et des éventails soufflent l'air chaud à travers les conduits dans les chambres. Des radiateurs de l eau chaude L'eau transportée dans un système de tuyaux peut être utilisés à la place de l'air. 5
La pompe à chaleur à l air Réchauffe la maison dans l hiver et la refroidie dans l été. La chaleur est échangée avec l air dehors. La pompe à chaleur à géothermique La chaleur est échangée avec la terre. Dans l été, la chaleur est pompée dans la terre (de la maison) et en hiver, la chaleur est pompée dans la maison (de la Terre) L énergie solaire Convertit l énergie solaire à l énergie électrique. Les panneaux solaires STSE Les pompes à chaleur: Une différente façon à réchauffer les maisons Les conducteurs et les isolants Les conducteurs Permet le transfert de la chaleur I.e. le métal (quelques métaux sont meilleurs que des autres) Les isolants Prévient le transfert de la chaleur I.e. le plastique, la bois Des usages des conducteurs et des isolants Les batteries de cuisine Un radiateur d automobile Des conducteurs 6
Des usages des conducteurs et des isolants Fourrure des animaux La Terre Des usages des conducteurs et des isolants Isolant de «fiberglass» Thermos Des isolants Un thermos L intérieur d un thermos est composé de deux parois en verre scellées ensemble, entre lesquelles il n y a presque plus d air. Donc, il n y a pas de particules qui pourraient échapper de la chaleur. Note: C est impossible de créer un vide parfait. La température et la chaleur La chaleur est l énergie qui est transférée des substances plus chaudes à des substances plus froides. C est la somme des énergies cinétiques de chaque particule (l énergie thermique). La température et la chaleur La chaleur massique La chaleur La temperature La quantité de chaleur nécessaire pour faire augmenter la température d un gramme de la substance d un degré Celsius. Utilisée pour mesurer la quantité de chaleur qui est transférée. 7
Substance La chaleur massique L eau 4.18 L alcool 2.43 Chaleur massique J/g C La chaleur massique Donc si tu ajoutes 1000 J de chaleur à 100g de l eau et 1000 J de chaleur à 100g de l alcool, laquelle va avoir la plus grande changement de température? Pourquoi? La terre seche 0.80 L acier 0.42 Bois 1.71 La chaleur massique un exemple spécifique Au travail Avec un partenaire, dresse une liste des technologies qui utilisent la chaleur et la température. 8