Transferts thermiques

L'énergie thermique se transfère spontanément d'un corps chaud vers un corps froid, jamais l'inverse. Il existe trois modes de transfert thermique : la conduction (transfert de proche en proche dans la matière, sans déplacement de matière, comme une cuillère en métal qui chauffe dans une casserole), la convection (transfert par déplacement de matière, comme l'air chaud qui monte au-dessus d'un radiateur) et le rayonnement (transfert par ondes électromagnétiques, sans support matériel, comme la chaleur du Soleil). Le flux thermique Φ (en watts) mesure la puissance du transfert d'énergie. La résistance thermique R_th caractérise la capacité d'un matériau à s'opposer au passage de la chaleur : Φ = ΔT / R_th. Un bon isolant a une résistance thermique élevée. Pour calculer l'énergie reçue ou cédée par un corps dont la température change, on utilise la relation Q = m × c × ΔT, où m est la masse, c la capacité thermique massique (en J/(kg·K)) et ΔT la variation de température. Par exemple, pour chauffer 1 L d'eau (m = 1 kg, c = 4180 J/(kg·K)) de 20 °C à 100 °C, il faut Q = 1 × 4180 × 80 = 334 400 J ≈ 334 kJ.