Transfert de chaleur stationnaire & température

Letransfert de chaleur étudie le transport de la chaleur. La chaleur est une forme d'énergie qui correspond à la température sensible ressentie au quotidien. Pour les observations physiques, il faut définir clairement les termes..

Dans ce qui suit, les principes de base du transfert de chaleur vont être expliqués afin de pouvoir étudier par la suite les mécanismes concrets. L'observation est basée sur l'état stationnaire. On a un équilibre énergétique. Les températures ne changent plus.

Dans notre vie quotidienne, la température est une grandeur que l’on peut ressentir. En mesurant la température avec un thermomètre, on obtient une valeur objective.. Cette valeur permet alors de faire des comparaisons et des calculs.

Cela est important dans la mesure où notre perception subjective et notre expérience s’écartent quelquefois des lois générales factuelles.

La température détermine (de manière subjective) ce qui est chaud et ce qui est froid.

Cette définition n'est fondamentalement pas fausse, mais le froid est, du point de vue physique, l'absence de chaleur.
Ce que l'on peut comparer à "l'obscurité", qui correspond à l'absence de lumière.

La température est une grandeur qui ne dépend pas de la quantité. Du point de vue atomique, la température est un mouvement des éléments qui constituent la matière. Ce qui a pour effet de produire des vibrations. Une température élevée représente un état vibratoire très stimulé, tandis qu’une température moins élevée correspond à un état vibratoire moins stimulé. La figure de gauche tente d'illustrer cela dans le modèle.

La présence d’un différentiel de température entraîne un effort d'équilibrage, ou transfert de chaleur.

L'énergie sous forme de chaleur circule toujours de la température la plus élevée vers la température la plus basser.
L'énergie cinétique des zones chaudes stimule la vibration de la matière environnante.

À lui seul, le transfert de chaleur ne permet donc pas de faire baisser la température en dessous de la température ambiante. On a pour cela besoin d’installations techniques (réfrigérateurs par exemple) qui utilisent des effets le permettant. Cette question n'est pas abordée ici.