Les transferts thermiques
Quelques notions de base :
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La thermodynamique est un domaine de la physique qui étudie les échanges d'énergie lors du fonctionnement d'une machine. Comprendre les échanges énergétiques est indispensable pour comprendre la façon dont les systèmes physiques fonctionnent. Parmi ces échanges, les transferts thermiques occupent une place centrale car ils sont au cœur des problématiques énergétiques comme l'économie d'énergie et la recherche d'énergie renouvelable. Les comprendre et les évaluer est donc indispensable.
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Le système en thermodynamique est un ensemble macroscopique (gaz, liquide ou solide) composé de N particules (atomes, ions ou molécules) délimité par des frontières (réelles ou fictives). Tout ce qui n'appartient pas au système constitue le milieu extérieur. Un système est considéré comme macroscopique si le nombre de particules N le composant est plus grand ou du même ordre de grandeur que le nombre d'Avogadro NA. Ainsi, un système macroscopique, d’un point de vue microscopique est composé d’une multitude de particules qui peuvent se déplacer à une vitesse v→.
Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est un transfert d'énergie microscopique désordonnée. Cela correspond en réalité à un transfert d'énergie thermique entre particules, au gré des chocs aléatoires qui se produisent à l'échelle microscopique. Il est irréversible et a lieu d’une source chaude vers une source froide uniquement. Ainsi en hiver, la chaleur du chauffage a tendance à s’échapper hors de l’habitation et inversement en été où la chaleur tend à pénétrer dans la maison.