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Glossaire des termes de physique
= 4,185 J. La calorie est encore utilisée,
mais elle n’est plus légale.
Énergie cinétique d’agitation des atomes ou des molécules d’un système; la
chaleur nécessite la présence d’un milieu
matériel et ne peut exister dans le vide.
L’énergie thermique d’un corps est proportionnelle à sa température.
Il existe trois modes principaux de
transfert de la chaleur:
• Conduction thermique: transfert de
chaleur par contact dans la masse d’un
solide ou d’un fluide, sans déplacement
macroscopique de matière. Il correspond
à l’échange d’énergie cinétique entre
des particules voisines dont les vitesses
d’agitation sont différentes.
Dans les solides, ces particules sont
les électrons libres des métaux ou les atomes des cristaux; la conduction est plus
grande dans les cristaux parfaits que
dans les substances mal cristallisées.
Dans la lithosphère, la chaleur diffuse
très lentement par conduction: il lui
faut deux millions d’années pour traverser
un kilomètre de roche. Dans les grands
mouvements convectifs des matériaux
terrestres, la conduction thermique est
trop lente pour permettre des transferts
significatifs de chaleur.
Dans les gaz, la conduction thermique
est faible.
• Convection thermique: transfert de
chaleur par déplacement macroscopique
de matière dans la masse d’un fluide ou
d’un solide (doué de viscosité à l’échelle
des temps géologiques). Il résulte des
différences de densité qui apparaissent
entre les différentes couches du milieu
fluide à la suite de variations de température; ces instabilités déclenchent des
mouvements verticaux, les courants de
convection.
La chaleur accumulée lors de la formation de la Terre se propage verticalement et entraîne les régions les plus
chaudes du manteau vers la surface. Dans
l’asthénosphère, le gradient thermique
vertical est très faible, la température à
la limite manteau-noyau est suffisamment élevée, de l’ordre de 3 000 °C, pour
que la matière y soit déformable et, par
dilatation, moins dense que la lithosphère
dont la température est en moyenne
15 °C à la surface de la Terre. Les couches profondes du manteau ont donc
tendance à monter (dans les dorsales
océaniques) et les couches superficielles,
plus denses, ont tendance à descendre (à
la périphérie des océans) lorsque l’action
de la poussée d’Archimède dépasse le
freinage par viscosité. Ainsi se forment
les principales cellules de convection
dont les dimensions sont de l’ordre de
quelques milliers de kilomètres; si la
vitesse moyenne est de cinq centimètres
par an, la matière effectue un tour complet en quelques centaines de millions
d’années.
• Rayonnement: tout corps dont la
température est différente du zéro absolu
cède une partie de son énergie sous forme
de rayonnement électromagnétique qui
se propage dans le vide; cette énergie est
transformée en chaleur lorsqu’elle atteint
un milieu absorbant.
Les principaux effets des transferts de
chaleur sont:
– Une variation de température: la
chaleur échangée est dite sensible. Le
transfert (gain ou perte) est accompagné
d’une variation de la température du corps
considéré (réchauffement ou refroidissement) sans changement de phase.
– Un changement de phase: la chaleur échangée est dite latente. Le transfert (gain ou perte) est accompagné d’un
changement de phase du corps considéré
(fusion ou solidification, vaporisation ou
condensation), à température constante.
• Chaleur massique (ou capacité thermique massique, anciennement chaleur
Glossaire des termes de physique
= 4,185 J. La calorie est encore utilisée,
mais elle n’est plus légale.
Énergie cinétique d’agitation des atomes ou des molécules d’un système; la
chaleur nécessite la présence d’un milieu
matériel et ne peut exister dans le vide.
L’énergie thermique d’un corps est proportionnelle à sa température.
Il existe trois modes principaux de
transfert de la chaleur:
• Conduction thermique: transfert de
chaleur par contact dans la masse d’un
solide ou d’un fluide, sans déplacement
macroscopique de matière. Il correspond
à l’échange d’énergie cinétique entre
des particules voisines dont les vitesses
d’agitation sont différentes.
Dans les solides, ces particules sont
les électrons libres des métaux ou les atomes des cristaux; la conduction est plus
grande dans les cristaux parfaits que
dans les substances mal cristallisées.
Dans la lithosphère, la chaleur diffuse
très lentement par conduction: il lui
faut deux millions d’années pour traverser
un kilomètre de roche. Dans les grands
mouvements convectifs des matériaux
terrestres, la conduction thermique est
trop lente pour permettre des transferts
significatifs de chaleur.
Dans les gaz, la conduction thermique
est faible.
• Convection thermique: transfert de
chaleur par déplacement macroscopique
de matière dans la masse d’un fluide ou
d’un solide (doué de viscosité à l’échelle
des temps géologiques). Il résulte des
différences de densité qui apparaissent
entre les différentes couches du milieu
fluide à la suite de variations de température; ces instabilités déclenchent des
mouvements verticaux, les courants de
convection.
La chaleur accumulée lors de la formation de la Terre se propage verticalement et entraîne les régions les plus
chaudes du manteau vers la surface. Dans
l’asthénosphère, le gradient thermique
vertical est très faible, la température à
la limite manteau-noyau est suffisamment élevée, de l’ordre de 3 000 °C, pour
que la matière y soit déformable et, par
dilatation, moins dense que la lithosphère
dont la température est en moyenne
15 °C à la surface de la Terre. Les couches profondes du manteau ont donc
tendance à monter (dans les dorsales
océaniques) et les couches superficielles,
plus denses, ont tendance à descendre (à
la périphérie des océans) lorsque l’action
de la poussée d’Archimède dépasse le
freinage par viscosité. Ainsi se forment
les principales cellules de convection
dont les dimensions sont de l’ordre de
quelques milliers de kilomètres; si la
vitesse moyenne est de cinq centimètres
par an, la matière effectue un tour complet en quelques centaines de millions
d’années.
• Rayonnement: tout corps dont la
température est différente du zéro absolu
cède une partie de son énergie sous forme
de rayonnement électromagnétique qui
se propage dans le vide; cette énergie est
transformée en chaleur lorsqu’elle atteint
un milieu absorbant.
Les principaux effets des transferts de
chaleur sont:
– Une variation de température: la
chaleur échangée est dite sensible. Le
transfert (gain ou perte) est accompagné
d’une variation de la température du corps
considéré (réchauffement ou refroidissement) sans changement de phase.
– Un changement de phase: la chaleur échangée est dite latente. Le transfert (gain ou perte) est accompagné d’un
changement de phase du corps considéré
(fusion ou solidification, vaporisation ou
condensation), à température constante.
• Chaleur massique (ou capacité thermique massique, anciennement chaleur