Contenu
- Transfert de chaleur par convection
- Exemples de convection
- Transfert de chaleur par Advection
- Exemples d'advection
- Autres types de transferts de chaleur
Si vous avez déjà ramassé la poignée en métal d'une casserole qui était chauffée au-dessus d'un feu, vous avez éprouvé le transfert de chaleur douloureusement. Il existe quatre manières de transférer la chaleur d'un objet à un autre: la conduction, le rayonnement, la convection et l'advection. La chaleur circule presque toujours de l'objet avec la température la plus élevée à celui avec la température la plus basse, changeant leur énergie interne pendant le processus. La principale différence entre la convection et l'advection est la direction de l'échange.
Transfert de chaleur par convection
Le transfert de chaleur par convection implique le transfert de chaleur par le mouvement des particules dans le milieu. Ce milieu doit être un gaz ou un liquide permettant le mouvement. La convection transfère toujours la chaleur dans le plan vertical, et ce mouvement est déclenché par des variations de densité du milieu et donc de flottabilité. Les particules chauffées se dilatent, diminuant la densité; ces particules deviennent alors plus dynamiques que les particules environnantes, ce qui les fait monter. À mesure qu'ils montent, la chaleur est transférée aux parties les plus froides, situées au-dessus d'elles.
Exemples de convection
Le transfert de chaleur par convection se produit lorsqu'une casserole d'eau est chauffée. Les molécules d'eau près de la source de chaleur se dilatent. Cette expansion diminue sa densité et ils commencent à monter; c'est ce qui fait bouillir l'eau d'une casserole. L'atmosphère fournit également un exemple de transfert de chaleur par convection. Lorsqu'un paquet d'air est chauffé par l'énergie solaire - transfert de chaleur par rayonnement - le paquet d'air se dilate, diminuant sa densité. Cela augmente sa flottabilité et le fait monter dans l'atmosphère; cela produit une atmosphère instable avec un flux d'air vertical.
Transfert de chaleur par Advection
Le transfert de chaleur par advection diffère de celui par convection car le mouvement de chaleur est confiné au plan horizontal. Ce type de transfert n'est pas alimenté par des variations de densité, mais il nécessite une force externe, comme le vent ou les courants d'air, pour déplacer les particules dans le milieu. Lorsque les particules se déplacent horizontalement dans des systèmes plus chauds ou plus froids, la chaleur est transférée.
Exemples d'advection
Le principal exemple de transfert de chaleur par advection est le mouvement des fronts météorologiques. Ces fronts représentent des masses d'air froid ou chaud déplacées horizontalement par les vents sur la surface; lorsque ces masses d'air rencontrent l'air le plus chaud ou le plus froid, de la chaleur est échangée entre les systèmes. Les courants océaniques sont un autre exemple de transfert de chaleur par convection. Au lieu de verticalement, les courants déplacent l'eau chaude ou froide dans des directions horizontales; comme ces eaux interagissent avec des zones d'eau plus chaudes ou plus froides, la chaleur est échangée entre elles.
Autres types de transferts de chaleur
Les autres types de transfert de chaleur sont: la conduction et le rayonnement. Les transferts en conduisant la chaleur d'un objet à un autre se font sans mouvement; la chaleur est transférée d'une molécule à une autre. Ce type de transfert de chaleur se produit uniquement dans les solides; la poignée d'une poêle chaude en est un exemple. Le transfert de chaleur par rayonnement implique le transfert de chaleur par ondes électromagnétiques d'énergie. Un exemple de rayonnement est la lumière du soleil; lorsque les ondes frappent d'autres particules, elles commencent à vibrer ou à chauffer.