Qu'est-ce exactement que la chaleur ?

[Tryonisos]

Bonjour à tous les curieux qui se baladent ici et à tous les scientifiques qui pourront peut-être m'aider !

Cela peut sembler être une question bête mais qu'est-ce que la chaleur, dans le sens de l'élevation de la température.

Je suppose que cette chaleur correspond toujours à un forme d'énergie. Mais la chaleur en elle-même peut-elle être considérée comme un type d'énergie (au même titre par exemple que l'électricité) ? Ou bien la chaleur regroupe-t-elle plusieurs type d'énergies ?

On entend souvent dire que la chaleur dans l'air correspond à des Infra-Rouge (effet de serre avec les IR qui rebondissent sur les nuages) , que la chaleur dans l'eau correspond à l'agitation des molécules et que la chaleur dans la matière en général la dilate. Est-ce vrai tout le temps ? La chaleur se déplace-t-elle dans le vide, ou est-ce que la chaleur du soleil ne se manifeste que sur notre peau quand ses rayons interagissent avec nous.

Les particularités internes qui font qu'un objet est chaud sont-elles les mêmes selon les différents types de matériaux (air, eau, métal...) ?

Merci de m'éclairer...
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[Fjord]

Bonsoir,

Je crois que la chaleur n'est pas une énergie, mais un flux d'énergie.

Bonne soirée,

Fjord

[Tryonisos]

Merci Fjord pour ce début de réponse, qui n'est qu'un début je l'espère !

Je me suis posé cette question en m'asseyant à coté de mon radiateur. "Mais qu'est-ce qui arrive donc dans mon dos ?"

[toutatis291]

Salut,
je suis pas spécialiste de la question mais je vais essayer de te répondre. Par exemple la température d'un gaz reflète l'agitation (ou plutot l'energie cinétique) des molécules qui composent le gaz, plus elles sont agités et plus la température est élevé mais en entrant dan sle détail cle fait appel a des notions de statiistique (voir la théorie cinétique des gaz).
La chaleur n'est pas la température le chaleur ou plutot quantité de chaleur ayant la meme dimension qu'une energie en Joule est un peu par analogie avec l'electricité comme l'intensité. c'est a dire la température joue le role du potentiel en électricité et la quantité de chaleur joue le role de l'intensité electrique et donc une différence de température joue le role d'une tension. L'intensité electrique va du potentiel le plus élevé au potentiel le moins elevée, si tu met un corps à 100°c en contact avec un corps à 10 °c la quantité de chaleur va se transférer du corps le plus chaud au corps le plus froid. La chaleur peut se transférer de trois façon différente :conduction,convection et rayonnement
La conduction de chaleur c par exemple quand tu met une cuillere métallique dans de l'eau bouillante de ta casserole elle va devenir chaude assez vite en faite les métaux sont fait d'électron libre qui vont par leur agitation de proche en proche communiquer la chaleur.
La convection c'est quand il y a un déplacement de matière en général un fluide, par exemple quand tu souffle sur ton café qu'est chaud pour le refroidir c'est de la convection;
Le rayonnement c'est le seul mode de transfert de la chaleur qui n'a pas besoin de support matériel (ex le soleil chauffe la Terre par rayonnement en fait tout corps chauffé à une température T emet un royannement électromagnétique réparti dans un spectre de fréquance (Loi de Planck) plus un corps est chaud plus il a tendance à emettre vers les fréquences les plus élevées. C'est ce rayonnement qui transfert de l'énergie qui nous réchauffe. Les etres humains son en moyenne à une température aux alentours de 37°c et à cette température nous émettons dans les infrarouges c pour cela qu'avec des lunettes infrarouges on peut détecter des hommes dans la nuit.
J'espère avoir répondu à certaines de tes questions

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tryonisos]

Fantastique ! Merci pour ta réponse très complète !


Mais une question subsiste et j'espère que quelqu'un pourra y répondre... si dans un gaz ou dans l'eau la chaleur se caractérise par une énergie cinétique, que se passe-t-il dans un solide comme par exemple du métal ?


Sur ce, je vais aller émettre des infra-rouges sous ma couette !

[invitefce7b9de]

La chaleur est la résultante du fait que les molécules se frotte l'une à l'autre créant une énergie appelé la chaleur.

[invitefce7b9de]

Sur ce, je vais aller émettre des infra-rouges sous ma couette !

Il est vrai que les ions interagissent avec les molécules et les cellules de notre corps aussi mais là, ça devient plus pointilleux et certains rayons peuvent s'avérer nocif comme la plus part des gens le savent, pour ce qui est des infra-rouge où des rayons pour bronzer, je ne connais pas les effets qu'ils peuvent avoir à forte dose, mais bon quand on parle de matière je dirais simplement que en règle générale, Trop d'abus tue l'abus.

[Tryonisos]

La chaleur est la résultante du fait que les molécules se frotte l'une à l'autre créant une énergie appelé la chaleur.

Et dans un solide comme par exemple le métal, les molécules ne sont-elles pas fixes ? S e frottent-elles aussi les unes contre les autres ?

[f6bes]

Et dans un solide comme par exemple le métal, les molécules ne sont-elles pas fixes ? S e frottent-elles aussi les unes contre les autres ?

Bj r à toi,
Ben oui !! Tout "bouge" jusqu'à -273 ° !
Bonne journée

[invité576543]

Et dans un solide comme par exemple le métal, les molécules ne sont-elles pas fixes ? S e frottent-elles aussi les unes contre les autres ?

Dans un solide la position moyenne d'un noyau atomique est fixe dans le temps, contrairement aux cas des liquides et gaz. Mais sa position instantanée peut varier un peu autour de cette moyenne (vibration), et cela correspond à de l'énergie cinétique et potentielle incluse dans l'énergie thermique.

Les électrons des couches basses sont liés à leur noyau, mais les électrons périphériques peuvent ne pas être fixes. Dans un métal (cas extrême) les électrons périphériques ne sont pas liés à un noyau particulier, ils se déplacent partout et forment une sorte de gaz. Leur énergie cinétique contribue aussi à l'énergie thermique.

L'image du frottement n'est pas très bonne. Un frottement c'est la transformation d'un mouvement dirigé en énergie thermique (chaleur). Rien de tel dans un solide immobile par rapport à son environnement. L'énergie thermique ce n'est pas des molécules qui se frottent, c'est juste plein de mouvements dans tous les sens qui sont auto-entretenus de par la conservation de l'énergie.

Cordialement,

[philou21]

...c'est juste plein de mouvements dans tous les sens qui sont auto-entretenus de par la conservation de l'énergie...

Et par Heisenberg... c'est mon pinaillage du matin

[invite1acecc80]

Bonjour tout le monde,

[QUOTE=toutatis291;2015904]
La chaleur n'est pas la température le chaleur ou plutot quantité de chaleur ayant la meme dimension qu'une energie en Joule est un peu par analogie avec l'electricité comme l'intensité. c'est a dire la température joue le role du potentiel en électricité et la quantité de chaleur joue le role de l'intensité electrique
[\QUOTE]
La chaleur comme tu l'as dit est une énergie ; cependant l'analogie avec l'électrocinétique pour expliquer la conduction de chaleur n'est pas juste: si la température T correspond à une différence de poten teil, c'est le flux de chaleur qui correspondrait le mieux à l'intensité. La quantité de chaleur serait l'énergie emmagasinée dans un élément de volume traversé par un flux de chaleur.

Le rayonnement c'est le seul mode de transfert de la chaleur qui n'a pas besoin de support matériel (ex le soleil chauffe la Terre par rayonnement en fait tout corps chauffé à une température T emet un royannement électromagnétique réparti dans un spectre de fréquance (Loi de Planck) plus un corps est chaud plus il a tendance à emettre vers les fréquences les plus élevées. C'est ce rayonnement qui transfert de l'énergie qui nous réchauffe. Les etres humains son en moyenne à une température aux alentours de 37°c et à cette température nous émettons dans les infrarouges c pour cela qu'avec des lunettes infrarouges on peut détecter des hommes dans la nuit.
J'espère avoir répondu à certaines de tes questions

Il faut faire un peu attention avec le rayonnement d'équilibre thermique... car parfois on peut arriver à des aberrations.
Exemple: une luciole émet une couleur verte (en gros) dans la nuit...donc sa température est vers 6000°C. Où est l'explication?
Autre exemple: les lampes à sodium.... Si je chauffe plus alors mon sodium va émettre dans une couleur différente du jaune...pourtant la "couleur" ne change pas notablement...

Il est vrai que les ions interagissent avec les molécules et les cellules de notre corps aussi mais là, ça devient plus pointilleux et certains rayons peuvent s'avérer nocif comme la plus part des gens le savent, pour ce qui est des infra-rouge où des rayons pour bronzer, je ne connais pas les effets qu'ils peuvent avoir à forte dose, mais bon quand on parle de matière je dirais simplement que en règle générale, Trop d'abus tue l'abus.

Je ne comprends pas tout la phrase (du moins au début...) ; cependant, les rayons "à bronzer" sont des UV...je pense que l'on sait les effets nocifs qu'ils peuvent avoir sur notre peau.

[Tryonisos]

je pense que l'on sait les effets nocifs qu'ils peuvent avoir sur notre peau.

Et oui certains types d'UV sont ionisants ce qui peut aboutir à un endommagement de l'ADN. Donc une forte exposition peut entrainer des horribles mélanomes !

Merci pour toutes vos précisions !

[invite98103e22]

Bj r à toi,
Ben oui !! Tout "bouge" jusqu'à -273 ° !
Bonne journée

dans unsolide les atomes sont en permanence animés de vibrations
parceque les forces internes de liaisons atmomiques les empechent de tourner : un proton ,un neutron ou un atome ou unemolecule ont un moment cinetique propre qui les feraient tourner sur eux memes s'ils etaient isolés
C'est ce meme moment cinetique qui fait tourner les molecules en tous sens dans gaz , provoquant des chocs avec deperdition de vitesse qui se transforme en energie eelctromagnetique (chaleur) selon le principe de la conservation de l'energie
la chaleur n'est rien d(autre que la maniifestation d'une frequence particulierre de ce rayonnement : les infra rouges

[invité576543]

dans unsolide les atomes sont en permanence animés de vibrations
parceque les forces internes de liaisons atmomiques les empechent de tourner : un proton ,un neutron ou un atome ou unemolecule ont un moment cinetique propre qui les feraient tourner sur eux memes s'ils etaient isolés

C'est ce meme moment cinetique qui fait tourner les molecules en tous sens dans gaz , provoquant des chocs avec deperdition de vitesse qui se transforme en energie eelctromagnetique (chaleur) selon le principe de la conservation de l'energie

Re Les mouvements dans un gaz ne sont pas seulement de rotation. Pire, pour un gaz rare aux températures usuelles, la composante des rotations dans l'énergie thermique est négligeable (leur capacité calorifique ne montre que trois degrés de liberté par atome, nécessairement les degrés en translation).

la chaleur n'est rien d(autre que la maniifestation d'une frequence particulierre de ce rayonnement : les infra rouges

Ca c'est uniquement la chaleur transférée par radiation. La chaleur transférée par contact par exemple n'impliquent pas (ou pas uniquement) le rayonnement, mais aussi des chocs directs.

Cordialement,

[invite1c3dc18e]

Je crois que la chaleur n'est pas une énergie, mais un flux d'énergie.

non, un flux de chaleur c'est un flux d'énergie et la chaleur c'est de l'énergie.

[invité576543]

non, un flux de chaleur c'est un flux d'énergie et la chaleur c'est de l'énergie.

C'est un peu plus compliqué que cela. La notion de chaleur est claire dans le cas d'un transfert (flux), beaucoup moins en tant que quantité d'énergie d'un système. C'est une bonne précaution que de n'employer ce terme que dans le cas d'un transfert.

Cordialement,

[GillesH38a]

tout a fait, ça devrait meme etre réservé à ça. La chaleur EST un mode de transfert d'énergie, pas une quantité d'énergie stockée. Meme si on a l'impression qu'un corps chaud a "emmagasiné " de la chaleur, c'est incorrect du point de vue fondamental : pour un thermodynamicien, il a emmagasiné de l'enthalpie. Pour prendre une comparaison, la chaleur serait l'analogue du "payement par cheque" pour l'argent : un mode d'échange, pas un stockage. Evidemment si pour une raison ou pour une autre on n'avait que la possibilité de payer par cheque, emmagasiner de l'argent sur son compte serait équivalent à l'idée qu'on "emmagasine des cheques". Mais dans le cas général, on peut transferer de l'argent par d'autres moyens, donc on ne peut pas dire que l'argent-cheque est "stocké". Un gaz chaud qui se détend et se refroidit redonne son enthalpie par du travail, pas de la chaleur, par exemple.

Pour en revenir à la définition, on pourrait dire que la chaleur est le mode de transfert de l'énergie "le plus désordonné possible", c'est à dire pour lequel on a le moins d'information possible sur les echanges microscopiques associés. C'est lié à l'entropie, mais c'est un peu théorique comme conception ...

[invité576543]

Pour en revenir à la définition, on pourrait dire que la chaleur est le mode de transfert de l'énergie "le plus désordonné possible", c'est à dire pour lequel on a le moins d'information possible sur les echanges microscopiques associés. C'est lié à l'entropie, mais c'est un peu théorique comme conception ...

Il y a peut-être d'autres formulations moins "théoriques" (mais qui sont plus ou moins équivalentes à ce que tu indiques) . (Je lance des idées en l'air, là...)

1) Y-a-t-il d'autres exemples de transfert d'énergie sans transfert macroscopique de quantité de mouvement? (Je considère qu'un ballon qui s'expand dans l'air transfère de la quantité de mouvement macroscopiquement en considérant un élément de surface, même si la q.m. totale du ballon ne change pas.)

2) Ne peut-on dire que c'est un transfert d'énergie concernant un très grand nombre de degrés de liberté à la fois, ce qui s'oppose au travail mécanique, qui concerne très peu de degrés de liberté (un seul dans le cas d'un piston par exemple)?

Cordialement,

[GillesH38a]

oui, c'est une bonne manière de présenter les choses : la chaleur est un mode de transfert qui ne correspond à la variation d'aucun paramètre macroscopique extensif que l'énergie. C'est justement pour ça qu'elle ne transporte aucune information sur la façon dont est répartie l'énergie : seule l'énergie microscopique désordonnée est transférée, et si on n'a pas accès à cette information microscopique, alors on ne sait rien sur la répartition de l'énergie transférée. Des qu'il y a un transfert de travail (mécanique, électrique) ça apporte une information supplémentaire (mouvement d'ensemble, charge électrique transportée).

Cdt

Gills

Ps le cas de l'énergie électrique (charge d'un condensateur par exemple) est un cas de transfert d'énergie sans quantité de mouvement ni chaleur mais il y a une autre quantité extensive qui change.