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Created on November 15, 2023
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Nous associons souvent la température à une sensation : une flamme est chaude, un glaçon est froid... Or c'est l'agitation des particules (vitesse de déplacement) d'un corps qui lui donne sa température, la mise en contact de deux corps ayant une agitation thermique différente crée un transfert d'énergie appelé Chaleur.

 1. Echelles de température 
La température se mesure 
usuellement en °C et se note 0.
Il s'agit d'une échelle 
centigrade linéaire définit
à pression atmosphérique, à 
partir du point de fusion de 
l'eau : valeur 0, et du point
d'ébullition de l'eau : valeur
100. Mais l'unité SI de la 
température est le Kelvin (K).
Le Kelvin prend comme valeur 
nulle, la température d'un 
corps pour lequel l'agitation 
thermique serait réduite à rien c'est-à-dire que les particules du corps sont toutes à l'arrêt (condition inatteignable en pratique en raison de l'agitation quantique). Cette température est appelée température absolue ou zéro absolu: 0 K = -273,15 °C . L'échelle de température Kelvin évolue pour le reste comme l'échelle de température Celsius. 
Une relation permet de lier 
la température absolue, notée
T, en Kelvin (K) à la 
température 0, en degré 
Celsius (°C) : T = 0 + 273,15 
Avec : T : Température 
absolue en Kelvin (K) 0 : 
Température centésimale en 
degré Celsius (°C)


2. Transfert d'énergie sous 
forme de chaleur La chaleur 
est l'énergie cinétique 
désordonnée totale associée 
à un groupe de particules 
(habituellement des atomes, 
des ions et des électrons) à 
l'intérieur du corps. 
La chaleur se note généralement
Q et s'exprime en Joule (J). 
En tant qu'énergie du désordre
au contraire du travail qui 
est l'énergie de l'ordre, la 
chaleur est qualifiée d'énergie
dégradée. En effet, en 
thermodynamique (science des 
échanges d'énergie), on montre
que s'il est possible de 
transformer totalement du 
travail en chaleur, la 
réciproque est fausse : il 
est impossible de transformer 
totalement de la chaleur en 
travail (c'est d'ailleurs 
l'un des énoncés du second 
principe de la thermodynamique)
. Ainsi, on considère que le 
stade ultime de transformation
de l'énergie est l'obtention 
de chaleur. 

2.1. Propagation de la chaleur
La conduction: La chaleur se 
propage à l'intérieur de 
certains solides sans 
mouvement de matière. Le 
transfert par conduction est
d'autant plus rapide que le 
corps est bon conducteur (les
métaux). Certains solides ne 
sont pas conducteurs (le bois)
: ce sont des isolants.

La convection: La chaleur se 
transmet entre un fluide en
mouvement et un solide. Le 
fluide, au contact d'un
solide chaud se réchauffe et
emporte avec lui cette 
chaleur qu'il cède à un 
autre solide.

Le rayonnement: Tous les 
corps émettent de l'énergie 
électromagnétique à cause de
l'oscillation continue et 
désordonnée des atomes qui 
les constituent. Ce rayonnemen
t thermique est caractérisé
par une gamme de fréquence 
continue et large. Par exemple
, à l'instant même, à cause 
de la chaleur de votre corps,
vous émettez une bonne 
quantité d'ondes
électromagnétiques infrarouges
invisibles (IR) (que l'on 
peut facilement observer avec
une caméra IR). Le processus 
inverse du précédent est
l'absorption de rayonnements
, évidente lorsque vous vous
exposez au soleil ou lorsque
vous vous mettez près du feu
; vous sentez alors 
l'énergie des rayonnements,
surtout IR, convertie en 
chaleur dans votre peau. 
Un objet à température 
constante est en équilibre 
dynamique, il absorbe autant
de rayonnement qu'il en 
émet. Exposé au rayonnement,
un objet voit sa température
augmenter ainsi que l'énergie
de son propre rayonnement 
jusqu'à atteindre une 
température d'équilibre.
La quantité de rayonnement
thermique émis par un corps
dépend des caractéristiques 
de sa surface (couleur, 
texture, superficie exposée
etc.) et de sa température.
Un matériau noir et rugueux 
rayonne beaucoup d'énergie 
alors qu'un métal poli comme
l'argent ou le cuivre placé 
dans les mêmes conditions 
rayonne 20 à 30 fois moins 
et une surface blanche se 
situe entre les deux. C'est 
pour cela qu'un radiateur 
de refroidissement destiné à
évacuer le plus de chaleur 
possible est toujours noir 
et rugueux alors qu'un 
radiateur de chauffage est
peint en blanc lisse.

2.2. Effets de la chaleur : 
Si on donne de l'énergie 
thermique à un corps alors : 
  La température de ce corps
  peut augmenter (l'eau 
  froide devient chaude).
  Le corps peut se dilater
  (augmenter de longueur, d
  e volume). Le corps peut
  changer d'état (le glaçon 
  peut se transformer en eau).
  - Il peut se produire une 
  réaction chimique (le sucre
  devient caramel).

 3. Etats de la matière 

3.1. Définitions 
Tous les corps peuvent 
exister sous trois formes 
appelées états de la matière 
: Formes solide, liquide ou 
gazeuse.

Phase solide : 
  • C'est l'état le plus 
  compact. Les particules, 
  qui peuvent être des 
  atomes, des ions ou des 
  molécules, sont 
  régulièrement distribuées 
  dans l'espace. • Les forces
  d'interaction sont très 
  importantes, ce qui assure 
  à l'édifice cohésion et
  rigidité.

Phase liquide : • Ici encore 
les particules sont au 
contact, mais avec désormais
l'existence de lacunes de 
la taille même de ces 
particules, permettant 
des déplacements. Les forces 
d'interaction sont encore
importantes, mais des 
lacunes permettent 
l'écoulement. Les corps 
peuvent s'écouler et prendre 
la forme du récipient qui
les contient.

Phase gazeuse : 
C'est l'état dispersé de la
matière. Les particules 
constitutives sont quasiment l
ibres. Soumises à l'agitation
thermique, elles se déplacent
selon des mouvements 
désordonnés.Les forces 
d'interaction sont faibles
puisque les distances
d'interaction sont grandes. 
Il en résulte des propriétés
de diffusion, de dilatation 
ou de compressibilité très 
importantes.

3.2. Changement d'état : 
Le diagramme suivant résume 
les différents changements 
d'état

état gazeux —condensation> état solide —fusion> état liquide —vaporisation> 

état gazeux —liquéfaction> état liquide —solidification> état solide —sublimation> 

4. Calorimétrie 
La calorimétrie est la 
mesure des transferts 
thermiques