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Convection et rayonnement, deux principes fondamentaux

Le chauffage domestique est une application de ce qu'on appelle en physique les transferts thermiques. Le principe de base est simple : si deux corps n'ont pas la même température, ils échangeront jusqu'à parvenir à l'équilibre thermique.

Un corps chaud (ici un radiateur) et un corps froid (ici votre corps) échangent de la chaleur de trois façons : conduction, convection et rayonnement.

Prenons l'exemple d'une tasse de thé.

Par conduction

  • L'échange de chaleur se fait par contact direct : vous trempez les lèvres dans votre thé encore fumant, vous vous brûlez c'est le signe (douloureux !)  qu'il y a eu un transfert de chaleur !
  • La conduction n'est donc pas utilisée pour se chauffer (sauf quand on met une serviette sur un radiateur).

Par convection

L'échange de chaleur se fait par un intermédiaire fluide qui "transporte" les molécules de chaleur. Ici, l'air joue ce rôle.

On distingue :

  • La convection naturelle, où le mouvement de l'air est spontané et libre. Exemple : la tasse de thé est encore fumante, l'air chaud s'élève.
  • La convection forcée, on active le mouvement de l'air pour accélérer l'échange thermique entre les deux corps. Exemple : lorsque l'on souffle sur sa tasse de thé pour qu'elle refroidisse plus vite.

Par rayonnement (on parle aussi de radiation)

  • L'échange de chaleur se fait par rayonnement électromagnétique.
  • La source de chaleur envoie des rayonnements infrarouges et vous réchauffe à distance Pour le constater, placez les mains au-dessus d'une tasse de thé bien chaud, vous sentez la chaleur bien qu'il n'y ait pas de contact.
Convection

Convection

Rayonnement

Rayonnement

La notion d'inertie

L'inertie thermique est la capacité d'un appareil, ou d'un corps, à conserver à un niveau constant sa température :

  • Pour un chauffage, l'inertie représente la capacité à diffuser de manière durable et constante de la chaleur.
  • Un chauffage avec une bonne inertie s'opposerait à un chauffage par à-coups.

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