Il y a trois types de systèmes : ouvert (qui peut échanger de l'énergie et de la matière), fermé (uniquement de l'énergie) et isolé (ni l'un, ni l'autre).
La chaleur a spontanément tendance à se déplacer d'un corps chaud vers un corps froid. C'est ce qui explique qu'une bouillotte chaude puisse réchauffer un lit froid en hiver, par exemple !
La convection correspond à un transfert de chaleur avec déplacement de matière (ex : la lave), la conduction est un transfert par contact (tenir une barre de métal plongée dans le feu) et le rayonnement s'effectue à distance (le Soleil).
En effet, l'eau de notre bécher va perdre de sa chaleur par conduction (dissipation d'énergie dans le bécher, puis dans la paillasse), par convection (perte d'énergie contenue dans la matière emportée par l'évaporation) et par rayonnement (chaleur dissipée dans l'espace autour du bécher).
Comme son nom l'indique, la conductivité thermique d'un matériau représente sa capacité à conduire la chaleur. Un matériau avec une faible conductivité thermique ne laissera donc pas passer la chaleur, qui restera dans la maison en hiver.
A l'inverse de la conductivité, un matériau avec une grande résitance thermique résiste bien aux transferts de chaleur, ce qui convient très bien à un matériau isolant.
En effet, dans le système international, le flux thermique s'exprime en watt. Il s'agit de la puissance qui traverse une surface au cours d'un transfert thermique, c'est-à-dire l'énergie thermique transférée Q – ou quantité de chaleur – par unité de temps.
On peut facilement imaginer que la chaleur émise par un feu de cheminée va être plus difficilement perceptible derrière trois mètres de béton que trois centimètres. Plus la paroi est épaisse, plus la chaleur va se dissiper, la transfert thermique est donc diminué.
Le flux thermique se calcule par la différence de température des deux faces, divisée par la résistance thermique du matériau. Ainsi, plus la différence est grande, plus le flux l'est aussi.
Plus les molécules s'agitent, plus elles se « percutent ». L'énergie libérée par ces collisions se dissipe alors en partie sous forme de chaleur, la température du système va donc augmenter.
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Les bilans d'énergie thermique
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