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Énergie calorifique

Énergie calorifique

L'énergie thermique est la forme d'énergie que tout corps possède à une température supérieure au zéro absolu. Macroscopiquement, l'énergie thermique est une grande quantité, et la quantité de cette énergie qu'un corps possède est proportionnelle à la température.

Selon le deuxième principe de la thermodynamique, elle est considérée comme une forme d'énergie dégradée car toute l'énergie thermique ne peut pas être convertie en énergie mécanique. Au contraire, toute autre forme d'énergie a la possibilité de se convertir plus ou moins spontanément en énergie thermique (comme l'énergie mécanique par frottement, l'énergie électromagnétique par absorption de rayonnement ou l'énergie électrique par dissipation résistive).

En quoi consiste l'énergie thermique?

L'énergie thermique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de tous les atomes qui composent un corps. L'énergie cinétique est l'énergie associée aux oscillations ou au mouvement des molécules dans le corps. L'énergie potentielle est définie par sa position dans le corps.

L'énergie cinétique moyenne de toutes les molécules prises seules constitue l'énergie thermique. Au niveau microscopique, l'énergie cinétique moyenne des molécules du système prend en compte les mouvements de translation, rotation et vibration des molécules. La température augmente avec l'augmentation de l'énergie cinétique moyenne.

Toutes les substances sont constituées de molécules. Ces molécules sont liées entre elles par des forces intramoléculaires d'intensité plus ou moins grande. Dans les solides, les molécules ne sont pas immobiles dans l'espace, mais oscillent autour de leur position d'équilibre. Par conséquent, ils sont constamment en ébullition. Cependant, des liens suffisamment solides les maintiennent ensemble pour que leur structure ne soit pas déformable: en fait, tous les solides ont leur propre forme et volume.

L'oscillation des molécules est d'amplitude plus ou moins grande selon la quantité d'énergie thermique qu'un corps possède. Pour des températures élevées, les oscillations sont plus larges, tandis qu'à des températures plus basses, elles correspondent à des oscillations plus petites.

Ce fait explique comment la résistance électrique des substances augmente avec l'augmentation de la température: à des températures plus élevées correspondent des oscillations d'amplitude plus importantes que les molécules (ou atomes) pour lesquelles les charges responsables de la conduction électrique ont plus de mal à traverser le matériau.

Dans les liquides, les molécules sont maintenues ensemble par des forces plus faibles, et pour cette raison, un liquide n'a pas sa propre forme.

Dans le gaz des molécules, ils jouissent d'une extrême liberté de mouvement. Ils se déplacent de manière très chaotique et informelle à mesure que la température du gaz augmente.

Comment l'énergie thermique est-elle produite?

L'énergie thermique peut être produite en grande quantité par des réactions telles que:

  • Réactions de combustion chimique
  • Réactions nucléaires
  • Par le passage de l'électricité à travers un câble caractérisé par une résistance définie supérieure à 0 donnée par la composition du matériau qu'il conduit (c'est-à-dire par l'effet Joule), comme cela se produit dans les radiateurs électriques et tous les appareils qui chauffent le milieu environnement (lave-linge, four électrique, etc.).
  • Grâce à des sources naturelles d'énergie thermique: le soleil et le sous-sol.
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Date de publication : 2 octobre 2018
Dernier examen : 21 mars 2020