La convection est un mode de transfert d'énergie bien plus efficace que la conduction, dans laquelle le transfert se fait de proche en proche sans mouvement global de la matière.
La conduction, où la chaleur se transmet de proche en proche. Elle dépend de la conductivité thermique des matériaux. La convection, où la matière chaude se déplace sous l'effet des différences de densité. Elle sera d'autant plus efficace que le milieu sera peu visqueux.
Pour comprendre fondamentalement le processus de transfert de l'énergie thermique produite vers un site, par exemple la pièce d'habitation, il faut en premier lieu décrire les différents modes de transmission de chaleur : conduction thermique, radiation thermique et convection, également nommée flux thermique.
Définition de la convection
Il s'agit d'un transfert de chaleur qui s'effectue grâce à un mouvement de matière dans un milieu liquide ou gazeux. En effet, la circulation d'un fluide chauffe et fait circuler la chaleur. C'est donc un terme plutôt réservé aux fluides. La chaleur est propagée par déplacement de matière.
Il existe trois modes de transfert d'énergie thermique : la conduction, la convection et le rayonnement thermique. La conduction se produit lorsque les flux de chaleur passent d'un corps à un autre, par contact. On parle de convection lorsqu'un corps qui se déplace emmène avec lui, la chaleur qu'il contient.
Les transferts fiscaux et sociaux.
La chaleur peut être transférée de trois façons : Conduction. Convection. Rayonnement.
En général, le flux échangé à travers une surface n'est pas uniforme sur toute la surface. On définit alors une densité de flux de chaleur, ϕ, qui correspond à un flux de chaleur par unité de surface (en W/m2).
Il existe trois modes de transfert d'énergie thermique : la conduction, la convection et le rayonnement thermique. La conduction se produit lorsque les flux de chaleur passent d'un corps à un autre, par contact. On parle de convection lorsqu'un corps qui se déplace emmène avec lui, la chaleur qu'il contient.
La thermodynamique correspond à une branche de la physique qui étudie le comportement thermique des corps, plus exactement les mouvements de chaleur. De façon plus générale, la thermodynamique s'intéresse à l'étude de l'énergie (en particulier l' énergie interne) et de ses transformations.
Dans une maison, isolée ou non, il n'y a pas de mélange d'air chaud et froid par déplacement d'air. On considère donc que c'est la chaleur qui s'échappe, celle de l'intérieur en hiver, et celle de l'extérieur en été.
En effet, la convection se fait grâce aux molécules d'air (dioxygène, diazote), qui se trouvent au-dessus du feu (ou d'une plaque chauffante) ; ces molécules montent vers le haut, où il fait plus froid (lors de leur montée, elles entrent en contact avec la main, d'où la sensation de chaleur).
L'exemple le plus courant et facilement explicable de convection thermique est le mouvement de l'eau dans une casserole d'eau que l'on chauffe. L'eau chaude qui est moins dense monte par le centre. Quand celle-ci touche la surface, en contact avec l'air froid du dessus, l'eau perd en température et devient plus dense.
Dans un environnement à microgravité comme dans l'espace, la convection naturelle n'est pas possible puisque la poussée d'Archimède s'exerce par la différence de force gravitationnelle sur des volumes de densités différentes. Ainsi la circulation de la chaleur doit être forcée dans une capsule spatiale.
On distingue trois types de transfert thermique, qui peuvent coexister : la conduction, due à la diffusion progressive de l'agitation thermique dans la matière ; la convection, transfert thermique qui accompagne les déplacements macroscopiques de la matière ; le rayonnement, qui correspond à la propagation de photons.
Convection dans le manteau
Afin d'évacuer sa chaleur, le manteau terrestre a adopté un mécanisme de convection thermique. Des courants de matière chaude et légère montent depuis les profondeurs vers la surface.
À l'équilibre thermique, émission et absorption s'équilibrent et le rayonnement effectivement émis ne dépend que de la température (rayonnement thermique). La qualification de « noir » vient donc de ce que la lumière visible est entièrement absorbée.
La quantité de chaleur qui passe d'une substance à une autre par unité de temps est le flux de chaleur avec l'unité de mesure Joule par seconde [J/s]. C'est l'unité de mesure Watts [W] qui est couramment utilisée pour indiquer la puissance.
2) Quel est le seul transfert d'énergie à pouvoir s'effectuer dans le vide ? Seul le rayonnement peut se faire dans le vide.
Le mot flux vient du latin fluxus (« écoulement »). Il trouve tout naturellement sa place en mécanique des fluides : dans ce domaine les flux sont systématiquement des débits, c'est-à-dire qu'ils représentent une quantité qui traverse une surface, une section, par unité de temps (débits massique et volumique, etc.).
a) Par conduction : La chaleur se propage de proche en proche à travers la matière sans qu'il n'y ait transfert de cette dernière. La conduction se produit donc dans les solides, elle correspond à la propagation de l'énergie cinétique d'agitation thermique que possèdent les particules constituant la matière.
La loi de refroidissement de Newton, énoncée par Isaac Newton stipule que le taux de perte de chaleur d'un corps est proportionnel à la différence de température entre le corps et le milieu environnant.
« Plus une couleur est sombre plus elle absorbe les rayons du soleil qui se transforment en chaleur, explique le spécialiste. Avec du noir, l'absorption est la plus importante. Le blanc, en revanche, réfléchit la lumière et n'accumule donc pas la chaleur. »
Il est possible de garder son repas chaud longtemps. Pour cela, il existe plusieurs astuces comme : utiliser une lunch box chauffante, une lunch box isotherme, un sac isotherme ou une boîte à soupe. Un récipient en inox vous permettra de garder la chaleur de votre nourriture durant de nombreuses heures.
Le noir absorbe les rayons infrarouges du soleil et stocke la chaleur. Le noir absorbe même 90% de l'énergie. Donc le t-shirt noir risque effectivement de se transformer en véritable plaque de cuisson quand il est exposé au soleil. Évidemment l'énergie du soleil se transforme en chaleur.