6.5 Transfert d'énergie par chaleur: conduction, convection, rayonnement
Conduction

Si deux parties d'un corps sont à des températures différentes, il y a un transfert de chaleur du chaud vers le froid par chocs entre molécules.

Plus la conductivité thermique du matériau est grande, plus le transfert de chaleur est important pour une différence de température donnée.

Convection

Lorsque l'on élève la température d'un fluide (liquide ou gaz), il se dilate et sa masse volumique \(\rho = M/V\) diminue. D'autre part, deux fluides de masses volumiques différentes sont séparés dans un même récipient sous l'effet de leur poids respectifs: le plus dense en bas, le plus léger au dessus.

Ainsi, si l'on chauffe un fluide par en dessous, le fluide le plus proche de la source de chaleur s'échauffe d'abord et monte, formant des courants de convection transportant l'énergie dans tout le fluide.

Rayonnement

Une onde électromagnétique transporte de l'énergie sous forme de ''paquets'' élémentaires. L'énergie d'un de ces paquets peut s'écrire

\[ E=h\nu\,, \]

où \(h=6.625\cdot 10^{-34}\,\text{J\,s}\) est la constante de Planck et \(\nu\) est la fréquence de l'onde.

En utilisant la relation entre la longueur d'onde \(\lambda\) et la fréquence \(\nu\),

\[ c = \lambda \nu\,, \]

où \(c\cong 3\cdot 10^8\,\text{m/s}\) est la vitesse de la lumière, l'énergie d'un paquet devient

\[ E=\frac{hc}{\lambda}\,. \]

Le spectre des ondes électromagnétiques est divisé en différents domaines selon l'énergie (ou la fréquence, ou la longueur d'onde) du rayonnement considéré.

Si l'onde électromagnétique rencontre un corps, elle peut transmettre de l'énergie à ce dernier.

Tout corps rayonne et perd donc de l'énergie par rayonnement.