Énergie thermique


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L'énergie thermique d'un objet est l'énergie contenue dans le mouvement et la vibration de ses molécules. L'énergie thermique est mesurée par la température.

L'énergie contenue dans les petits mouvements des molécules de l'objet peut être décomposée en une combinaison d'énergie cinétique microscopique et d'énergie potentielle. L'énergie totale d'un objet est égale à :

[math]E_T = E_K + E_P[/math]

  • [math]E_T[/math] est l'énergie totale d'un objet.
  • [math]E_K[/math] est l'énergie cinétique d'un objet.
  • [math]E_P[/math] est l'énergie potentielle d'un objet.

La température est une mesure directe de l'énergie thermique, ce qui signifie que plus un objet est chaud, plus il possède d'énergie thermique. La chaleur est une mesure de la quantité d'énergie thermique qui est transférée entre deux systèmes.

Il est facile de transformer l'énergie mécanique en énergie thermique. Un exemple serait l'utilisation la friction. Il est également possible de transformer l'énergie thermique en énergie mécanique en utilisant un moteur thermique, mais il y aura toujours de la chaleur résiduelle avec cette méthode.

Chaleur spécifique

La chaleur spécifique d'une substance est la quantité d'énergie nécessaire pour augmenter la température d'un kilogramme de cette substance d'un degré Kelvin (ou Celsius, si vous n'êtes pas dans un laboratoire).

Chaleur latente (Enthalpie)

La chaleur latente d'une substance est la chaleur nécessaire pour qu'un objet change d'état, également appelée le changement de phase. En général, les valeurs des chaleurs latentes sont beaucoup plus élevées que celles de la chaleur spécifique. Ceci est également appelé l'enthalpie.[1]

La glace et l'eau sont associées à d'énormes chaleurs latentes, ce qui explique pourquoi la neige met si longtemps à fondre et pourquoi l'eau est utilisée pour cuisiner. C'est également important pour le confort de notre planète et pour sa résistance au changement climatique.

PhET : La friction augmente l'énergie thermique

L'Université du Colorado nous a gracieusement autorisés à utiliser la simulation PhET suivante. Explorez ci-dessous pour avoir une intuition physique de la façon dont la friction peut augmenter l'énergie thermique et transformer un mouvement macroscopique en mouvement microscopique.

Références

  1. Randall Knight, Physics for Scientists and Engineers, 3rd Ed. New York: Pearson, 2013, Ch. 17, p. 482.

Auteurs et rédacteurs

Ethan Boechler, Allison Campbell, Paul Frey, James Jenden, Ellen Lloyd, Luisa Vargas Suarez, Matthew Tierney, Jason Donev
Dernière mise à jour : 17 octobre, 2021
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