Mis à jour le : 02/05/2024 à 09:40
En discutant à droite et à gauche j’ai remarqué que pas mal de personnes confondent température et chaleur. Et bien qu’il existe une relation entre les deux termes cela ne décrit pas du tout la même chose. Alors de quoi s’agit il ?
Définitions :
La chaleur est une quantité d’énergie. On l’exprime en Joule dans le SI :
1 calorie = 4,18 Joules.
C’est une énergie dite dégradée. Car si on tente de la transformer en énergie mécanique, le rendement sera faible. C’est le 2° principe de la thermodynamique dit rendement de Carnot.
La chaleur exprime le ressenti ou la « transmission » du corps lors d’un échange d’énergie thermique avec l’environnement lié à une différence de température.
La densité de molécules agitées joue un rôle essentiel. Si celle-ci est faible (dans un gaz), elle ne donne pas « l’impression » de chaleur au sens que nous lui donnons dans la vie quotidienne.
Par exemple, la température du verre d’un tube lumineux fluorescent est de ~25 °C, mais le gaz sous faible pression qu’il contient subit une agitation thermique équivalent à 100 000 °C ! Mais il n’y a pas de « transmission » au verre, la chaleur sera faible.
La température est la mesure de l’agitation des atomes et des molécules formant la matière. Cette agitation se matérialise par une augmentation du volume de la matière. C’est le principe du thermomètre : l’accroissement du volume de l’alcool coloré contenu dans le réservoir pousse l’alcool dans le tube gradué. La température est une échelle pour connaître le niveau d’énergie sous forme de chaleur d’un matériau.
Quelle formule met en relation la chaleur et la température ?
L’expérience montre que l’énergie thermique (ou quantité de chaleur) Q échangée avec l’environnement par une masse m de substance dont la température varie de Tinitial à Tfinal peut s’écrire :
Q = m × c × (Tfinal − Tinitial) = ΔU
Q est positif si la masse m s’échauffe (l’énergie interne augmente).
Existe-t-il une température maximale et minimale ?
Maximale : Théoriquement, oui c’est la température de Planck. Elle est de :
T° Planck = 141 700 milliards de milliards de milliards de degrés celsius !
C’est chaud… À titre de comparaison, l’explosion d’une supernova génère une température d’environ 1 milliard de degrés ; celle du soleil, de 15 millions de degrés.
Minimale : Théoriquement, oui aussi : -273,15° Celsius. Le record de la température la plus basse obtenue en labo est actuellement détenu par le physicien allemand Wolfgang Ketterle avec 350 picokelvins ou – 273,1499999997 °Celsius.
T° minimale au labo = – 273,1499999997 °Celsius
Pour faire « baisser » la température on peut ralentir les atomes par laser. C’est une technique qui permet de refroidir un gaz atomique, jusqu’à des températures de l’ordre du mK (refroidissement Doppler), voire de l’ordre du microkelvin (refroidissement Sisyphe) ou encore du nanokelvin.
La sonde solaire Parker utilise ces notions (température & chaleur) pour élaborer et optimiser la protection de certains de ses équipements exposés au rayonnement intensif de notre astre solaire. Et oui 😉
Un vidéo pédagogique, simple et bien expliquée. Trouvée sur Internet.
Résumé :
La température mesure l’agitation des particules au sein d’un système et est généralement exprimée en degrés Celsius. Elle représente l’intensité du mouvement aléatoire des particules, indiquant si le système est chaud ou froid. La chaleur, quant à elle, est l’énergie transférée entre deux systèmes du fait d’une différence de température. Elle est mesurée en joules et dépend de la température, de la masse et de la capacité thermique des matériaux impliqués.
Ainsi, la température est une mesure de l’état thermique d’un système, tandis que la chaleur est l’énergie échangée entre des systèmes à des températures différentes.
Donc vous pouvez avoir une température extrêmement élevée avec une faible chaleur ! Incroyable mais vrai 🙂
Rien à voir avec la radio mais je trouve ça passionnant !