La chaleur

 On voit que le métal est chaud quand il est d'un rouge brillant et fait des étincelles; mais il y a aussi de la chaleur dans la glace et la neige. La chaleur est l'énergie de mouvement, ou énergie cinétique, stockée dans tout objet, qu'il soit brûlant ou froid. La chaleur fait bouger les particules atomes et molécules - qui forment l'objet. La température d'un objet, que l'on mesure avec un thermomètre, permet de savoir à quel point il est chaud ou froid.

Le thermomètre :

 C'est un appareil qui mesure la chaleur d'un objet sur une échelle de température. Beaucoup de matériaux se dilatent quand ils chauffent. C'est ainsi qu'un thermomètre mesure la température: le liquide qui est à l'intérieur se dilate, il monte dans un tube face à une règle graduée où il suffit de lire le bon chiffre.

Type de thermomètre

La température :

 La température d'un objet, c'est la mesure de sa chaleur. Les objets qui ont une température élevée sont plus chauds que ceux qui ont une température basse : ils ont davantage de chaleur, c'est-à-dire d'énergie thermique. Tout objet peut transmettre sa chaleur à un autre plus froid. Ce faisant, il se refroidit et sa température diminue. L'autre plus froid, se réchauffe, sa température augmente.

 La mesure des températures :

 La température est indiquée en Kelvin (K) et mesurée en degrés Celsius (°C) ou Fahrenheit (°F) (aux Etats-Unis et dans d'autres pays) pour les utilisations quotidiennes. Les différences de température sont toujours indiquées en Kelvin par les experts.

 Kelvin :

 Le kelvin du nom de William Thomson, dit Lord Kelvin, de symbole (K), est l'unité de base de température thermodynamique dans le Système international.

 Celsius :

 Le degré Celsius est une unité de mesure de température. 0°C correspond à la température de changement de l'eau en glace sous une pression d'une atmosphère. Le degré Celsius est égal au Kelvin (K), l'échelle de Celsius étant décalée de 273,15° par rapport à l'échelle de Kelvin qui démarre au zéro absolu (-273,15°C).

 Fahrenheit :

 Le degré Fahrenheit (°F) est une unité de mesure de la température, proposée par le physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. Historiquement, dans cette échelle, le point zéro était la température de solidification d'un mélange eutectique de chlorure d'ammonium et d'eau, et le point 98,6°F est la température du corps humain.

 Newton :

 L'équation de la loi de Newton (°N) peut être exprimée par la formule suivante : d T d t = - k ( T - T amb ) Où : représente le taux de changement de la température. est une constante de refroidissement, qui dépend des caractéristiques de l'objet et de son environnement. est la température actuelle de l'objet.

 Réaumur :

 Les principales utilisations modernes du Réaumur (°Ré) se situent dans certaines usines italiennes et suisses pour mesurer la température du lait pendant la production de fromage, et aux Pays-Bas pour mesurer la température lors de la cuisson du sirop de sucre pour les desserts et les sucreries .

 Délisle :

 L'échelle Delisle (°D) est une échelle de mesure de la température . Elle a été introduite par l'astronome français Joseph-Nicolas Delisle en 1732. Delisle utilisait un thermomètre fonctionnant au mercure.

 Rømer :

 Ainsi l'unité de cette échelle, le degré Rømer (°Rø), vaut 40/21 d'un kelvin (ou d'un degré Celsius). Fahrenheit améliora l'échelle, augmentant entre autres le nombre de divisions et établit en 1724 l'échelle qui porte maintenant son nom : le degré Fahrenheit.

 Rankine :

 Le Rankine (°R) est une unité absolue de température , nommée d'après le physicien William John Macquorn Rankine. Il est lié à l'échelle de température Fahrenheit, tout comme l'échelle Kelvin est liée à l'échelle Celsius.

Les transferts de chaleur :

 L'énergie thermique peut se transmettre de trois façons; par convection, l'énergie thermique est transportée par le mouvement des particules de la matière; par conduction, la chaleur se transmet par les vibrations des particules; par rayonnement, la chaleur est transportée par les ondes électromagnétiques. Un objet chaud, au contact d'un objet froid, transmet sa chaleur. Ce faisant, l'objet chaud se refroidit, sauf si son énergie thermique est renouvelée en permanence.

La convection :

 La convection est comme un tapis roulant invisible qui transfère la chaleur grâce aux fluides, liquides et gaz. Quand une partie d'un fluide chauffe, celle-ci se dilate. Elle devient plus légère et moins dense que le reste du fluide, donc elle monte. Elle s'éloigne ainsi de la source de chaleur. Elle commence alors à refroidir puis redescend et le cycle recommence.

La conduction :

 La chaleur circule dans les solides par conduction. Si l'on chauffe l'extrémité d'une barre de métal, l'énergie thermique atteint rapidement toute la barre. Les particules ne se déplacent pas mais transmettent en vibrant leur énergie à leurs voisines. Les conducteurs d'électricité sont de bons conducteurs de la chaleur; c'est le cas des métaux, mais pas du bois, ni des matières plastiques, ni du verre.

Le rayonnement :

 La lumière et l'énergie thermique que nous recevons proviennent du Soleil; elles voyagent à travers l'espace grâce à des ondes invisibles appelées rayonnement électromagnétique. L'énergie thermique ne peut arriver du Soleil par conduction ni par convection. Sur Terre, la chaleur des objets très chauds, comme les radiateurs, rayonne.