Menu

Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Piscine de combustible nucléaire usé

Turbine d'une centrale nucléaire

Énergie thermique

Énergie thermique

L'énergie thermique (également l'énergie calorique ou chaleur) est la manifestation de l'énergie sous forme de chaleur. Dans tous les matériaux, les atomes qui composent leurs molécules sont en mouvement continu, en mouvement ou en vibration. Ce mouvement implique que les atomes ont une certaine énergie cinétique que nous appelons chaleur, énergie thermique ou énergie thermique. D'une certaine manière, l'énergie calorifique est l'énergie interne d'un corps.

L'énergie interne d'un système thermodynamique peut être modifiée de deux manières: en effectuant des travaux sur le système et en échangeant de la chaleur avec l'environnement. L'énergie que le corps reçoit ou perd dans le processus d'échange de chaleur avec l'environnement est appelée quantité de chaleur ou simplement chaleur.

Transmission d'énergie thermique

L'énergie thermique peut être transmise d'un corps à un autre selon les lois de la thermodynamique de trois manières différentes:

  • Transmission de chaleur par rayonnement.
  • Transmission d'énergie thermique par conduction.
  • Transmission d'énergie thermique par convection.

L'énergie du rayonnement thermique est transmise par les ondes électromagnétiques. C'est la façon dont l'énergie thermique provient du Soleil. Le principal exemple de ce cas se trouve dans les installations d'énergie solaire thermique, qui profitent du rayonnement solaire pour chauffer l'eau. L'eau chaude obtenue à partir de ces installations solaires est généralement utilisée pour le chauffage et pour l'eau chaude sanitaire.

La transmission d'énergie thermique par conduction se produit lorsqu'un corps chaud est en contact physique avec un autre corps plus froid. L'énergie est toujours transmise du corps chaud au corps froid. Si les deux corps sont à la même température, il n'y a pas de transfert d'énergie. Lorsque nous touchons un morceau de glace avec la main, l'énergie thermique de notre main est transférée sur la glace, nous avons donc froid.

énergie thermique

La transmission d'énergie thermique par convection se produit lorsque des molécules chaudes sont déplacées d'un côté à l'autre. Ce serait le cas du vent, capable de déplacer des molécules avec une certaine énergie thermique d'un côté à l'autre.

Unité de mesure de l'énergie thermique

Les unités de mesure de l'énergie thermique sont les mêmes unités que celles utilisées pour mesurer l'énergie, car il s'agit toujours d'une forme d'énergie.

L'énergie est mesurée en Joules (J) selon le système international. Bien qu'il s'agisse d'énergie calorifique, les calories (chaux) sont également souvent utilisées. Une calorie est la quantité d'énergie nécessaire pour élever un gramme centigrade d'eau. Une calorie équivaut à 4,18 joules.

La chaleur dans la phase change

Si un corps est alimenté en énergie thermique, augmentez sa température. En revanche, s'il cède de l'énergie thermique à l'extérieur, il se refroidit. Cela se produit tant que ce corps ne change pas de phase. C'est-à-dire que pendant la transformation du solide au liquide, du liquide au gaz et vice versa, la variation de chaleur n'implique pas de changement de température tant que la transformation n'est pas terminée.

Un exemple de ce phénomène peut être observé avec de l'eau. Si l'eau liquide est alimentée en chaleur, elle augmente la température à 100 degrés Celsius, ce qui bout. A partir de cette température, toute la chaleur fournie est utilisée pour changer l'état liquide en gaz (vapeur d'eau). À ce moment, la température restera constante jusqu'à ce que toute l'eau soit de la vapeur. Lorsque toute l'eau est de la vapeur, la température peut continuer à augmenter.

L'énergie nécessaire à la transition de phase d'une unité de masse d'une substance est appelée chaleur spécifique de la transformation de phase. Selon le processus physique qui se produit lors de la transformation de phase, ils peuvent dégager la chaleur de fusion, la chaleur d'évaporation, la chaleur de sublimation (sublimation), la chaleur de recristallisation, etc. Les transformations de phase se produisent avec un changement brusque d'entropie, qui s'accompagne de la libération ou de l'absorption de chaleur, malgré la constance de la température.

Importance de l'énergie thermique dans l'énergie nucléaire

Dans le domaine de l'énergie nucléaire, les propriétés de l'énergie thermique sont d'une importance vitale. Surtout, dans les centrales nucléaires et plus particulièrement dans les réacteurs nucléaires.

Dans le processus de fission nucléaire des atomes d'uranium, une grande quantité d'énergie est libérée sous forme de chaleur. Grâce aux propriétés décrites ci-dessus, cette énergie peut être exploitée en effectuant différentes transformations d'énergie. Il existe des types de réacteurs, par exemple les réacteurs à eau bouillante qui profitent de la chaleur pour effectuer une transformation de phase et obtenir de la vapeur d'un circuit d'eau secondaire. Avec la vapeur, une turbine à vapeur sera alors activée pour obtenir de l'électricité.

valoración: 3.9 - votos 61

Références

Dernier examen: 3 février 2020