La matière est présente autour de nous, dans trois états, solide, liquide et gazeux. La conversion de la matière d'un état à un autre est appelée changement d'état, en raison de l'échange de chaleur entre la matière et son environnement. Ainsi, la chaleur est la transition de l'énergie d'un système à un autre, en raison de la différence de température qui se produit de trois manières différentes: la conduction, la convection et le rayonnement.
Les gens interprètent souvent mal ces formes de transfert de chaleur, mais elles reposent sur diverses interactions physiques pour transférer de l'énergie. Pour étudier la différence entre conduction, convection et rayonnement, jetons un coup d'œil à l'article fourni ci-dessous.
Tableau de comparaison
| Base de comparaison | Conduction | Convection | Radiation |
|---|---|---|---|
| Sens | La conduction est un processus dans lequel le transfert de chaleur a lieu entre objets par contact direct. | La convection fait référence à la forme de transfert de chaleur dans laquelle la transition d'énergie se produit dans le fluide. | La radiation fait allusion au mécanisme dans lequel la chaleur est transmise sans aucun contact physique entre les objets. |
| Représenter | Comment la chaleur se déplace entre les objets en contact direct. | Comment la chaleur passe dans les fluides. | Comment la chaleur traverse les espaces vides. |
| Cause | En raison de la différence de température. | En raison de la différence de densité. | Se produit à partir de tous les objets, à une température supérieure à 0 K. |
| Présence | Se produit dans les solides, lors de collisions moléculaires. | Se produit dans les fluides, par le flux réel de la matière. | Se produit à distance et ne chauffe pas la substance intermédiaire. |
| Transfert de chaleur | Utilise une substance solide chauffée. | Utilise une substance intermédiaire. | Utilise des ondes électromagnétiques. |
| La vitesse | Lent | Lent | Vite |
| Loi de réflexion et de réfraction | Ne suit pas | Ne suit pas | Suivre |
Définition de la conduction
La conduction peut être comprise comme le processus qui permet le transfert direct de chaleur à travers la matière, en raison de la différence de température, entre les parties adjacentes de l'objet. Cela se produit lorsque la température des molécules présentes dans une substance augmente, entraînant des vibrations vigoureuses. Les molécules entrent en collision avec les molécules environnantes, les faisant vibrer également, entraînant le transport de l'énergie thermique vers la partie voisine de l'objet.
En termes simples, chaque fois que deux objets sont en contact direct l'un avec l'autre, il se produit un transfert de chaleur de l'objet le plus chaud au plus froid, ce qui est dû à la conduction. De plus, les objets qui permettent à la chaleur de circuler facilement à travers eux sont appelés conducteurs.
Définition de la convection
En science, la convection implique la forme de transfert de chaleur, par le mouvement réel de la matière, qui ne se produit que dans les fluides. Fluide fait allusion à toute substance, dont les molécules se déplacent librement d'un endroit à un autre, comme un liquide ou un gaz. Cela se produit naturellement ou même avec force.
La gravité a un rôle important à jouer dans la convection naturelle, de sorte que, lorsque la substance est chauffée par le dessous, elle entraîne l’agrandissement de la partie la plus chaude. En raison de la flottabilité, la substance la plus chaude monte car elle est moins dense et la substance la plus froide la remplace en s’enfonçant au fond, en raison de la densité élevée qui, lorsque la température augmente, remonte vers le haut, et le processus se poursuit. En convection, en chauffant la substance, ses molécules se dispersent et se séparent.
Lorsque la convection est effectuée avec force, la substance est obligée de remonter par tout moyen physique tel que la pompe. Par exemple, système de chauffage à air.
Définition du rayonnement
Le mécanisme de transfert de chaleur dans lequel aucun moyen n'est requis s'appelle le rayonnement. Il fait référence au mouvement de la chaleur dans les vagues, car il n’a pas besoin de molécules pour se déplacer. L'objet n'a pas besoin d'être directement en contact les uns avec les autres pour transmettre de la chaleur. Chaque fois que vous sentez de la chaleur sans toucher réellement l'objet, c'est à cause des radiations. De plus, la couleur, l'orientation de la surface, etc. font partie des propriétés de la surface dont dépend fortement le rayonnement.
Dans ce processus, l'énergie est transmise par des ondes électromagnétiques appelées énergie radiante. Les objets chauds émettent généralement de l'énergie thermique dans des environnements plus froids. L'énergie radiante est capable de voyager dans le vide de sa source à l'environnement plus frais. Le meilleur exemple de rayonnement est l’énergie solaire que nous recevons du soleil, même si elle se trouve à des kilomètres de nous.
Différences clés entre la conduction, la convection et le rayonnement
Les différences substantielles entre la conduction, la convection et le rayonnement sont expliquées ci-dessous:
- La conduction est un processus dans lequel la chaleur est transportée entre les parties d'un continuum, par contact physique direct. La convection est le principe selon lequel la chaleur est transmise par des courants dans un fluide, c'est-à-dire un liquide ou un gaz. Le rayonnement est le mécanisme de transfert de chaleur, dans lequel la transition se fait par ondes électromagnétiques.
- La conduction montre comment la chaleur est transférée entre les objets en contact direct, mais la convection indique comment la chaleur se déplace à travers les liquides et les gaz. Par contre, le rayonnement indique comment la chaleur se déplace dans des endroits sans molécules.
- La conduction résulte de la différence de température, c'est-à-dire des flux de chaleur d'une zone à haute température à une zone à basse température. La convection se produit en raison de la variation de la densité, de sorte que la chaleur se déplace d'une région à faible densité à une région à haute densité. Au contraire, tout objet dégage de la chaleur, ayant une température supérieure à 0 K.
- La conduction se produit généralement dans les solides, par collision moléculaire. La convection se produit dans les fluides par le mouvement de masse de molécules dans la même direction. En revanche, le rayonnement se produit par le vide de l’espace et ne réchauffe pas le milieu intermédiaire.
- Le transfert de chaleur s'effectue à travers une substance solide chauffée, par conduction, tandis que, par convection, l'énergie thermique est transmise par l'intermédiaire d'un milieu intermédiaire. Contrairement à la ration, la ration utilise des ondes électromagnétiques pour transférer la chaleur.
- La vitesse de conduction et de convection est plus lente que le rayonnement.
- La conduction et la convection ne suivent pas la loi de la réflexion et de la réfraction, alors que le rayonnement obéit à la même chose.
Conclusion
La thermodynamique est l'étude du transfert de chaleur et des changements qui y sont liés. La conduction n'est rien d'autre que le transfert de chaleur de la partie la plus chaude à la plus froide. La convection est le transfert de chaleur par le haut et le bas du fluide. Le rayonnement se produit lorsque la chaleur traverse des espaces vides.
