Cet article traite d'exemples de transfert de chaleur. Le transfert de chaleur est une branche de l'ingénierie thermique qui concerne la génération, l'utilisation et l'échange d'énergie thermique d'un système à un autre.
La chaleur peut être transférée de plusieurs façons. Les méthodes les plus connues sont la conduction, la convection et le rayonnement. Cet article traite des différents modes de transfert de chaleur, puis nous discuterons d'exemples de transfert de chaleur que nous voyons dans notre vie quotidienne.
- Notre peau se réchauffe après être sortie au soleil
- Eau bouillante
- Thermomètre
- On se brûle après avoir touché une poêle chaude
- L'eau se réchauffe après être sortie sous un soleil brûlant
- La nourriture se réchauffe après l'avoir chauffée au micro-ondes
- La nourriture refroidit lorsqu'elle est laissée dans la chambre
- La tasse à thé devient chaude après que le thé est versé dans la tasse
- Le téléphone devient chaud lorsque sa batterie devient chaude
- Le chargeur de téléphone devient chaud lorsque les fils à l'intérieur deviennent chauds
- Le téléviseur devient chaud après que sa bobine soit devenue chaude après une utilisation excessive
- feu de forêt
- La glace fond après avoir été trempée dans une boisson chaude
- Bateau à vapeur
Qu'est-ce que le transfert de chaleur ?
Comme indiqué ci-dessus, la chaleur transférer est la branche du génie thermique qui traite de la génération de chaleur, de l'utilisation de la chaleur et du transfert de chaleur à travers divers systèmes physiques.
La chaleur n'a pas nécessairement besoin d'un milieu pour être transférée d'un système à un autre. Ces systèmes sont à des températures différentes. La chaleur s'écoulera d'un système à température élevée vers un système à température plus basse. Nous étudierons ses types dans les sections ultérieures de cet article.
Crédits image : Kmecfiunit, cmglee, Chaleur-transmission-moyens2, CC BY-SA 4.0
Modes de transfert de chaleur
La chaleur peut être transférée d'un système à un autre de plusieurs façons. Certaines méthodes ont besoin d'un milieu alors que certaines méthodes comme le rayonnement n'ont besoin d'aucun milieu pour que le transfert de chaleur ait lieu.
Les différentes méthodes de transfert de chaleur sont données ci-dessous comme suit-
- Conduction – La conduction est un mode de transfert de chaleur dans lequel la chaleur est transférée à travers des systèmes lorsqu'ils sont en contact les uns avec les autres. Les molécules de ces systèmes vibrent et transfèrent de l'énergie à travers ces vibrations. Les vibrations s'estompent cependant à mesure que la distance augmente, prouvant que la conduction est inversement proportionnelle à la longueur des systèmes.
- Convection - La convection est le processus de transfert de chaleur à l'aide de fluides en mouvement. Lorsque nous versons de l'eau chaude sur notre corps et que nos muscles se détendent, cela est dû à la convection de la chaleur de l'eau vers notre peau.
- Radiation – Le rayonnement est un processus de transfert de chaleur dans lequel la chaleur est transférée sans l'aide d'un support ou d'un contact physique entre les systèmes.
Exemples de transfert de chaleur
Le transfert de chaleur a lieu presque partout autour de nous dans la vie quotidienne. Les exemples les plus courants de transfert de chaleur sont donnés ci-dessous.
Notre peau se réchauffe après être sortie au soleil
La chaleur émise par le Soleil est rayonnée vers la Terre. Cette chaleur rayonnée est absorbée par notre peau et nous nous sentons donc au chaud lorsque nous sortons au soleil. De longues expositions peuvent même brûler la peau (le bronzage en est un exemple).
La cuillère en acier se réchauffe après avoir été en contact avec un récipient chaud
Lorsque la cuillère en acier est maintenue en contact avec un récipient chaud, la cuillère en acier se réchauffe en raison du transfert de chaleur par conduction. Comme la cuillère en acier est un bon conducteur de chaleur, la chaleur est facilement transférée à l'acier, ce qui augmente la température de la cuillère en acier.
Eau bouillante
L'eau est bouillie par convection et par conduction. Le récipient à l'intérieur duquel l'eau est conservée devient chaud en premier. Cela est dû au transfert de chaleur par conduction. Ensuite, l'eau est chauffée en raison du transfert de chaleur entre la surface de l'eau et le récipient chaud. L'eau restante devient chaude par le processus de convection.
Thermomètre
Dans le thermomètre, le niveau de mercure augmente lorsque la chaleur du corps lui est transférée. L'élévation de Mercure sert à déterminer la température de notre corps.
On se brûle après avoir touché une poêle chaude
Lorsque la casserole est chaude et que nous la touchons, nous avons parfois chaud ou nous brûlons les mains. Cela est dû au transfert de chaleur dû à la conduction. La chaleur de la poêle chaude est transférée à notre peau lorsque nous entrons en contact avec la poêle.
L'eau se réchauffe après être sortie sous un soleil brûlant
Lorsque nous laissons l’eau sous un soleil brûlant, la chaleur rayonnée par le soleil réchauffe l’eau. Cela se produit parce que l’eau absorbe la chaleur rayonnée, ce qui la réchauffe. C’est la même raison pour laquelle nous avons chaud après être sortis de la maison sous une chaleur torride.
La nourriture se réchauffe après l'avoir chauffée au micro-ondes
Le micro-ondes est utilisé pour réchauffer les aliments. Le micro-ondes envoie des ondes qui réchauffent les aliments. Tout ce processus de transfert de chaleur se déroule sous forme de rayonnement.
La nourriture refroidit lorsqu'elle est laissée dans la chambre
Lorsque nous laissons la nourriture intacte dans notre chambre, la nourriture essaie de faire équilibre thermique avec l'environnement qui se produit en abaissant la température des aliments. Au fur et à mesure que les aliments refroidissent, l'équilibre thermique s'établit. C'est aussi un exemple de transfert de chaleur lorsque la chaleur est transférée des aliments vers l'environnement.
La tasse à thé devient chaude après que le thé est versé dans la tasse
Une fois le thé versé dans la tasse, la conduction a lieu entre la couche de thé la plus externe et la surface de la tasse. De cette façon, la chaleur est transférée du thé à la tasse, ce qui fait que la tasse devient chaude.
Le téléphone devient chaud lorsque sa batterie devient chaude
Lorsque la batterie devient chaude en raison d'un fonctionnement prolongé du téléphone, le téléphone devient également chaud. C'est parce que la batterie est en contact avec le téléphone portable. La chaleur est transférée de la batterie au téléphone à l'aide de la conduction.
Le chargeur de téléphone devient chaud lorsque les fils à l'intérieur deviennent chauds
Les fils à l'intérieur d'un adaptateur de chargeur deviennent chauds en raison d'une charge excessive. Ces fils sont en contact avec l'adaptateur de l'intérieur, de cette façon le transfert de chaleur dû à la conduction a lieu et l'adaptateur devient à son tour également chaud.
Le téléviseur devient chaud après que sa bobine soit devenue chaude après une utilisation excessive
Après une utilisation excessive, les bobines à l'intérieur du téléviseur chauffent. La bobine étant en contact avec l'intérieur du téléviseur, rend le téléviseur également chaud. C'est pourquoi il est recommandé de regarder la télévision sous contrôle.
feu de forêt
Lorsque la chaleur du soleil est très forte, les feuilles sèches peuvent prendre feu en raison d'une chaleur excessive. C'est un exemple de rayonnement transfert de chaleur. Il est important de noter que les radiations peuvent également provoquer un incendie !
La glace fond après avoir été trempée dans une boisson chaude
Après avoir plongé la glace dans une boisson chaude, une convection se produit entre la glace et la boisson, ce qui augmente la température de la glace. Cela entraîne la fonte de la glace.
Bateau à vapeur
Le steamer est un appareil qui émet de la vapeur. Cette vapeur est utilisée pour se débarrasser du froid ou du traitement de la peau, etc. la chaleur de la vapeur est transféré à notre peau à l'aide de la convection. La vapeur emporte la chaleur avec elle et la transfère à la peau au contact de celle-ci.
Exemples de transfert de chaleur par rayonnement
Le transfert de chaleur par rayonnement n'a pas de contact physique entre les deux systèmes et n'a pas besoin d'un support pour transférer la chaleur d'un système à un autre. Voyons quelques-uns des exemples de transfert de chaleur par rayonnement donnés ci-dessous.
- Tige de métal chaud transférant la chaleur à l'environnement – Lorsqu'une tige métallique est chauffée, elle émet de la chaleur vers son environnement, ce transfert de chaleur s'effectue à l'aide d'un rayonnement. Si nous mettons notre main près de la tige métallique, nous aurons chaud même sans la toucher.
- un micro-ondes – Les aliments sont réchauffés à l'intérieur d'un micro-ondes par l'action du transfert de chaleur par rayonnement. Les micro-ondes à l'intérieur du micro-ondes réchauffent les aliments à l'aide de radiations.
- Rayonnement UV solaire – Le rayonnement UV solaire est le rayonnement émis par le soleil. Ce rayonnement peut être utilisé pour générer de l'électricité à l'aide de panneaux solaires. Même notre peau se réchauffe en raison de l'action des rayons UV. Ceci est uniquement dû au transfert de chaleur par rayonnement.
- Emission de rayons Gamma – Les rayons gamma sont un type d'onde em. Ces ondes se déplacent par le principe du rayonnement après avoir été émises.
- Lumière émise par une lampe à incandescence -La lumière d'une lampe à incandescence est un exemple de rayonnement, car nous nous sentons chauds lorsque nous nous tenons à côté de la lampe, même sans la toucher.
- Chaleur sortant du feu de joie – Le feu de joie est un petit feu contrôlé utilisé pour se réchauffer par temps froid. Le transfert de chaleur s'effectue à l'aide du rayonnement. Nous ne touchons pas le feu du feu de joie mais ressentons toujours la chaleur émise par celui-ci.
- Chaleur émise par un radiateur – Un radiateur du véhicule devient chaud lorsque le véhicule a trop roulé. La chaleur émise par le radiateur peut être ressentie par nous. Cela est dû au transfert de chaleur par rayonnement. Nous ne touchons pas physiquement le radiateur mais ressentons toujours la chaleur.
Découvrez notre article sur Coefficient global de transfert de chaleur.
Salut… Je m'appelle Abhishek Khambhata, j'ai poursuivi des études de B. Tech en génie mécanique. Au cours de mes quatre années d'ingénierie, j'ai conçu et piloté des véhicules aériens sans pilote. Mon point fort est la mécanique des fluides et le génie thermique. Mon projet de quatrième année était basé sur l'amélioration des performances des véhicules aériens sans pilote grâce à la technologie solaire. J'aimerais entrer en contact avec des personnes partageant les mêmes idées.