I.11 Phénomène de transfert de chaleur
C'est un processus par lequel de l'énergie est
échangée sous forme de chaleur entre des corps ou des milieux aux
températures différentes. De nos jours trois types de transfert
de chaleur sont connus : par conduction, par rayonnement ou bien par
convection [24].
+ Transfert de chaleur par conduction : il
reste le seul mécanisme qui permet un transfert de chaleur efficace
à travers les solides opaques. C'est lorsque l'on chauffe l'une des
extrémités d'une barre métallique, la chaleur se transmet
par conduction à l'autre extrémité plus froide. Le
mécanisme exact de la conduction dans les solides n'est toujours pas
totalement élucidé, mais découle surtout du mouvement des
électrons libres dans le corps, enclenché dès que s'y
établit une différence de température. Ainsi, les bons
conducteurs de chaleur sont en général de bons conducteurs
électriques.
+ Transfert de chaleur par convection : dans
un champ de gravitation, toute différence de température dans un
liquide ou un gaz, modifie sa densité, sous le mouvement se produisant
alors au sein du fluide du fait de la poussée d'Archimède. Ce
mouvement de brassage, dans lequel les parties les plus chaudes du fluide ont
tendance à s'élever et les parties froides et denses à
descendre, s'appelle convection. Le mouvement du fluide peut être
naturel ou forcé. Les mouvements dus uniquement
à des différences de température du fluide constituent la
convection naturelle. La convection forcée est obtenue en soumettant le
fluide à une augmentation de pression, le mouvement se
déclenchant alors selon les lois de la mécanique des fluides.
+ Transfert de chaleur par rayonnement : il
est fondamentalement différent des deux autres types de transfert de
chaleur, en ce sens que les substances qui échangent de la chaleur n'ont
pas besoin d'être en contact l'une avec l'autre. Elles peuvent même
être séparées par le vide. Le rayonnement est
l'émission d'ondes électromagnétiques par un corps
chauffé, une explication générale du
phénomène étant fournie par la théorie quantique.
Les surfaces opaques peuvent absorber ou réfléchir les
rayonnements incidents. En général, les surfaces mates et
rugueuses absorbent mieux le rayonnement que les surfaces brillantes et polies.
À l'inverse, les surfaces brillantes réfléchissent mieux
le rayonnement que les surfaces mates.
Les corps dotés d'un bon pouvoir d'absorption sont
également de puissants émetteurs de chaleur, alors que les bons
réflecteurs sont de mauvais émetteurs.
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