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Comment se propage la chaleur par conduction?
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par lionel |
La chaleur possède la capacité de se "déplacer" dans la matière, et en quelque sorte de se propager dans l'espace physique. La chaleur étant de l'énergie, c'est de la propagation de celle-ci sous sa forme thermique que nous allons discuter, en particulier nous allons traiter ici de la conduction: le mode de propagation de la chaleur qui nous est le plus familier.
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Étapes de réalisation
La chaleur est une forme d'énergie (énergie thermique).
Il existe trois modes de transfert de la chaleur:
La conduction
La convection
Le rayonnement
La CONDUCTION est le mode de transport de chaleur qui nous est le plus familier:
Lorsque deux corps sont en contact, la chaleur passe de l'objet le plus chaud vers l'objet le plus froid.Le phénomène de conduction se fait par un "courant de chaleur". Il n'y a par contre aucune propagation de la matière au cours de ce processus. C'est un phénomène au cours du quel l’énergie est transférée par la collision des particules (atomes et molécules) des corps.
L'aptitude de conduire la chaleur (conductivité thermique) varie selon les matériaux. On remarque que en général les matériaux qui sont bon conducteur de l'électricité son de bons conducteur thermiques.
Pour illustrer le phénomène de conduction, montrons comment créer un courant de chaleur dans un corps.
Supposons qu'on ai un cylindre de longueur L, et qu'on place à chacune de ses extrémités deux thermostats de températures T1 et T2 respectivement, tel que T2>T1. De cette manière, on maintient ses extrémités à température T1 et T2
Un courant de chaleur va transporter l'énergie depuis l'extrémité chaude vers l'extrémité froide. On atteint un état tel que une quantité constante d'énergie quitte l'extrémité chaude vers l'extrémité froide à chaque instant;
Cette quantité d'énergie est proportionnelle au temps qui passe. Elle est également proportionnelle à l'écart entre les températures des deux extrémités, et à la section du cylindre. Elle est par contre inversement proportionnel à la longueur du cylindre.
Le coefficient de proportionnalité s'appelle la conductivité thermique:
Q = C * section * temps * variation_de _température * 1/longueur_du_cylindre
où Q est la quantité de chaleur (énergie) et C est la conductivité thermique
On se doute que la conductivité thermique C aura une grande valeur pour les bons conducteurs, et une petite valeur pour les mauvais conducteurs (isolants)