La chaleur est définie comme un transfert d’énergie thermique d’un corps à un autre quand il y a une différence de température entre ces deux corps. La chaleur est donc le transfert de l’agitation thermique de l’objet le plus chaud vers l’objet le plus froid.

Lorsque que le transfert est terminé, les deux corps en contact finissent avec une température finale qui sera entre les deux températures initiales. En effet, comme on peut le voir dans le schéma, le corps rouge est plus chaud puisque l'agitation des particules est supérieure à celle des particules du corps bleu. Or, lorsque le flux de chaleur aura été transmis du corps chaud au corps froid, la température finale des deux corps sera la même. 

L’énergie thermique peut être transférée par trois modes différents:

• La conduction

• La convection

• Le rayonnement

Dans l’image ci-dessous, les trois modes sont illustrés:

La conduction thermique est possible si les deux corps sont en contact direct. Dans l’exemple du chaudron qui repose sur la flamme, ce sont les atomes du métal qui composent celui-ci qui vont transférer leur agitation thermique d’un atome à l’autre jusqu’aux extrémités du chaudron. Ce type de transfert est plus efficace avec les bons conducteurs thermiques comme le métal. Les mauvais conducteurs thermiques ou isolants thermiques, ont tendance à diminuer ce genre de transfert.

La convection thermique se fait seulement si au moins un des deux corps est un fluide en mouvement soit un gaz ou un liquide. La possibilité de mouvement est essentielle car c’est grâce à celui-ci que l’agitation thermique sera transférée d’une molécule à l’autre. Les molécules plus chaudes vont alors commencer leur ascension car la densité de la partie plus chaude du fluide est moins grande que celle qui est moins chaude. Autrement dit, ce qui est chaud monte et ce qui est froid descend. Comme les molécules perdent une partie de leur agitation thermique en montant (surtout à cause des collisions avec des molécules moins agitées), elles vont avoir tendance à retomber vers le fond du chaudron et se faire chauffer à nouveau pour reprendre le même chemin plusieurs fois. 

Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique généré par l'agitation thermique de particules dans la matière. Toute matière émet un rayonnement thermique dès que sa température est supérieure au zéro absolu soit en haut de -273,15 ℃. C’est le passage d’un niveau d’énergie plus élevé à un niveau d’énergie moins élevé des électrons contenus dans les atomes d’un corps qui donne ce rayonnement. Selon la grandeur de ce saut, l’énergie émise aura une longueur d’onde différente. Ce type de transfert d’énergie thermique se fait également dans le vide comme c’est le cas de l’énergie rayonnante du Soleil qui doit traverser l’espace pour nous réchauffer.

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