Agitation thermique

Énergie thermique

Mouvement thermique d'un segment de molécule d'une protéine.

L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'agitation microscopique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. L'énergie thermique est une partie de l'énergie interne d'un corps. Les transferts d'énergie thermique entre corps sont appelés transferts thermiques et jouent un rôle essentiel en thermodynamique. Ils atteignent un équilibre lorsque la température des corps en contact est égale.

Sommaire

Énergie et équilibre thermiques

L'énergie thermique a tendance à se répartir uniformément dans l'espace. Ce mécanisme naturel d'équilibre est un des mécanismes énoncés dans le principe zéro de la thermodynamique, qui comprend aussi l'équilibre mécanique (des pressions s'équilibrent), et l'équilibre chimique (les fluides se mélangent).

Les mécanismes de répartition de l'énergie thermique sont :

  • Par contact direct
    • la conduction thermique (transfert de l'énergie cinétique des molécules sans échange de matière)
    • la convection (échange de matière entre fluides ou entre gaz)

La dissipation d'énergie thermique par contact se produit de façon disymétrique par rapport au temps, et se fait toujours du corps le plus chaud (celui dont la température est la plus élevée) vers le corps le plus froid. Ce phénomène est formalisé dans le second principe de la thermodynamique et limite les possibilités de transformer de l'énergie en travail. Il a été découvert lors de la réalisation des premiers moteurs.

comment es qu-on c'es le deficite de cette energies la ?

Origine quantique

De par sa nature, étant le reflet d'une activité au niveau moléculaire, l'énergie thermique est profondément quantique. En particulier, cette capacité à se transformer en énergie lumineuse par le rayonnement du corps noir est un témoignage direct des changements d'état des molécules et atomes composant l'objet. C'est un phénomène que nous pouvons observer quotidiennement, en observant des braises dans un feu de bois, ou tout simplement la lumière d'une ampoule électrique.

L'étude précise du rayonnement du corps noir, et des lois déterminant la nature de la lumière émises à conduit à des paradoxes lorsqu'elle était faite avec les équations de la mécanique classique. C'est en cherchant à résoudre ce paradoxe que Planck introduit l'idée que la lumière n'était pas émise de manière continue, mais par paquets. Cette hypothèse se révéla vraie et est un des fondements de la mécanique quantique.

Cette propriété de la matière de rayonner son énergie thermique a une influence considérable sur notre environnement. C'est par ce phénomène que le soleil rayonne une partie de son énergie jusqu'à la terre, y apportant une source d'énergie essentielle aux conditions d'existence de la vie. De plus, les organismes vivants ont évolué pour tirer parti des informations rendues disponibles par ces rayons lumineux, en élaborant l'œil. Les longueurs d'onde lumineuse visibles pour l'homme, par exemple, sont autour de la longueur d'onde d'énergie maximale émise par le rayonnement du corps noir du soleil, qui se situe à 500 nm.

Énergie thermique et température

Lors de la mise en contact entre deux corps, un échange d'énergie thermique se produit. Le point d'équilibre est atteint lorsque les deux corps ont atteint la même température. La notion d'équilibre est une notion transitive. Si un corps A est en équilibre avec B, et que ce corps B est en équilibre avec un corps C, alors A et C sont aussi en équilibre. A, B et C ont la même température. Au début du XXe siècle, il a été jugé que cette loi, qui semble tenir du simple bon sens, méritait d'être formulée comme le principe 0 de la thermodynamique.

Bien que difficile à définir formellement, la température est une notion utilisée dans la vie courante, car facile à observer. Pour mesurer la température d'un corps, il suffit de le mettre en contact avec un thermomètre (par exemple un thermomètre à mercure), et d'en mesurer la graduation à l'équilibre thermique.

La capacité thermique massique d'un corps est une valeur définie pour exprimer la quantité d'énergie thermique nécessaire pour augmenter la température de ce corps d'un degré Celsius. La capacité thermique massique dépend en général de la composition du corps et de sa température.

Énergie thermique et état de la matière

En fournissant de l'énergie thermique à un corps, on peut en changer l'état, le faisant passer par exemple de l'état solide à l'état liquide.

À condition de pression donnée, ces changements d'état se font toujours à la même température, pour un corps d'une composition donnée. C'est cette propriété qui a été utilisée, ainsi que des considérations d'origine thermodynamiques pour définir l'échelle de température kelvin, en se basant sur les changements d'état de l'eau.

Articles connexes

  • Portail de la physique Portail de la physique
Ce document provient de « %C3%89nergie thermique ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Agitation thermique de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Agitation thermique — ● Agitation thermique mouvement ou déplacement aléatoire des atomes ou des molécules sous l effet de la température …   Encyclopédie Universelle

  • agitation thermique — šiluminis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat motion; thermal motion vok. thermische Bewegung, f; Wärmebewegung, f rus. тепловое движение, n pranc. agitation thermique, f; mouvement thermique, m …   Fizikos terminų žodynas

  • agitation thermique — šiluminis judėjimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Betvarkis (slenkamasis, sukamasis ir t.t.) mikrodalelių judėjimas. Šiluminis judėjimas iš esmės skiriasi nuo paprasto mechaninio judėjimo, kai visos kūno dalys juda tam tikra tvarka.… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • agitation — [ aʒitasjɔ̃ ] n. f. • 1355; lat. agitatio 1 ♦ État de ce qui est agité, parcouru de mouvements irréguliers en divers sens. ⇒ 2. trouble, turbulence. « l agitation de l eau » (Rousseau). « Les habitants avaient l agitation d une ruche inquiétée »… …   Encyclopédie Universelle

  • THERMIQUE — La thermique est la branche de la physique qui traite des échanges de chaleur accompagnés ou non d’échange de masse et de changement de phases. Elle peut donc être considérée comme partie intégrante de la thermodynamique des phénomènes… …   Encyclopédie Universelle

  • agitation thermocinétique — šiluminis judėjimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Betvarkis (slenkamasis, sukamasis ir t.t.) mikrodalelių judėjimas. Šiluminis judėjimas iš esmės skiriasi nuo paprasto mechaninio judėjimo, kai visos kūno dalys juda tam tikra tvarka.… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • Agitation (génie chimique) — Pour les articles homonymes, voir Agitation. L’agitation est l opération en génie chimique et plus généralement en génie des procédés qui consiste à mélanger une ou plusieurs phases pour rendre une ou plusieurs de ces caractéristiques homogènes… …   Wikipédia en Français

  • agitation noise — šiluminis triukšmas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. agitation noise; thermal noise vok. thermischer Rausch, m; Wärmegeräusch, n rus. тепловой шум, m pranc. bruit thermique, m …   Automatikos terminų žodynas

  • Bruit Thermique — Le bruit thermique, également nommé bruit de résistance, ou bruit Johnson ou bruit de Johnson Nyquist est le bruit généré par l agitation thermique des porteurs de charges, c est à dire des électrons dans une résistance électrique en équilibre… …   Wikipédia en Français

  • Bruit thermique — Le bruit thermique, également nommé bruit de résistance, ou bruit Johnson ou bruit de Johnson Nyquist est le bruit généré par l agitation thermique des porteurs de charges, c est à dire des électrons dans une résistance électrique en équilibre… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”