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Transfert de chaleur

Qu’est-ce que le transfert de chaleur ?

Le transfert de chaleur – également appelé transfert thermique – est un phénomène par lequel l’énergie sous forme de chaleur passe d’une surface ou d’un milieu à un autre. Ce phénomène se produit lorsque des surfaces ou environnements sont à des températures différentes et se poursuit jusqu’à ce qu’ils atteignent tous deux la même température.

Un processus de transfert de chaleur présente plusieurs caractéristiques. Tout d’abord, il s’agit d’un processus qui peut être ralenti, mais qui ne peut pas être arrêté par l’utilisation de matériaux isolants. Il repose sur un principe universel, selon lequel lorsqu’il y a des différences de pression et de température (les deux faces d’une même pièce), il y a un flux d’un point à l’autre jusqu’à ce qu’un équilibre soit atteint.

Comment s’effectue le transfert de chaleur ?

Le transfert de chaleur peut se produire par différents phénomènes. On distingue notamment les formes suivantes de transfert de chaleur :

  • La conduction : processus par lequel la chaleur est transférée entre deux points en contact l’un avec l’autre. Ils doivent naturellement être à des températures différentes. Ce type de transfert de température dépend fortement des matériaux en interaction. Les plastiques et autres matériaux sont des isolants, tandis que les métaux sont de bons conducteurs de chaleur. Par exemple, une casserole placée sur une plaque de cuisson en céramique se réchauffe à son contact.
  • La convection : le processus de transfert de température par convection se produit lorsqu’il y a une circulation au sein d’une substance et que la chaleur est distribuée au sein de la substance. Cette circulation a lieu principalement en raison des différences de densité dans la matière. Ce type de transfert se produit, par exemple, dans une montgolfière, qui monte lorsque l’air est chaud et descend lorsqu’il se refroidit.
  • Le rayonnement : il s’agit d’un type de transfert dans lequel un corps a une température plus élevée qu’un autre et un échange de chaleur a lieu entre eux, du corps le plus chaud vers le corps le plus froid. Ce type de transfert se produit, par exemple, dans un radiateur qui émet de la chaleur dans son environnement.

Facteurs de contrôle du transfert de chaleur

Plusieurs facteurs influencent le contrôle du transfert de chaleur. Comme indiqué ci-dessus, le transfert ne peut pas être ralenti, car il s’agit d’une inertie naturelle qui se produit lorsque deux points sont à des températures différentes. Cependant, il existe plusieurs facteurs qui peuvent l’atténuer et aider à la contrôler.

1.- Matériaux :
Les caractéristiques des matériaux impliqués dans le processus d’échange de chaleur sont un facteur décisif. Il peut y avoir des matériaux qui réfléchissent la lumière ou absorbent mal la chaleur afin d’en atténuer l’impact.

2.- Type d’isolation et de construction :
Dans les constructions telles que les maisons et les bâtiments, ainsi que dans les chambres isolées, les interstices et les fissures peuvent entraîner un transfert de chaleur incontrôlé.

3.- Orientation d’un espace :
L’orientation d’un espace donné détermine également la quantité de lumière et de chaleur qu’il reçoit tout au long de la journée.

4.- Conditions externes :
La température, le vent ou l’humidité sont des facteurs déterminants qui affectent le transfert de température.

5.- Hauteur :
Il s’agit également d’un facteur essentiel dans le transfert de chaleur, puisque la pression atmosphérique diminue à mesure que l’altitude augmente.

6.- Ventilation :
Les flux d’air dans un espace donné sont un autre facteur à prendre en compte.