Conduction thermique, convection, et rayonnement

lorsque nous observons ce que nous appelons le feu nous avons cette réaction de combustion qui se passe et puis nous voyons ces ces flammes ce que nous observons vraiment ce sont les trois formes de transfert d’énergie thermique nous observons la conduction la convection la convection et le rayonnement thermique tout en même temps donc c’est le rayonnement thermique le rayonnement thermique et je pourrais dire la conduction thermique la convection thermique et le rayonnement thermique le mot thermique est juste relatif aux choses qui traitent de la température donc quelle est la conduction qui se passe eh bien ce que nous avons. ce qui se passe dans le combustible pour notre feu alors ici le combustible pour notre feu nous avons notre réaction de combustion classique je vous encourage à regarder la vidéo à ce sujet dans notre playlist de chimie ou notre section de chimie si cela vous intéresse mais vous prenez des molécules de carbone et elles sont liées et en présence d’oxygène et de chaleur vous avez une réaction de combustion produisant du dioxyde de carbone et produisant de l’eau et encore plus d’énergie que ce que vous avez mis dedans donc cela produit beaucoup d’énergie et cette énergie va exciter les molécules qui sont autour d’elle donc vous avez ces molécules vous avez ces molécules qui finissent par avoir beaucoup d’énergie cinétique et rappelez-vous que la température est proportionnelle à l’énergie cinétique moyenne et donc celles qui viennent de brûler ou les molécules proches de la réaction ou peut-être celles qui ont fait partie de la réaction vont avoir cette énergie cinétique moyenne très élevée parce que toute cette énergie a été libérée par cette réaction de combustion et ensuite elles vont se heurter à d’autres molécules qui n’ont peut-être pas une aussi grande énergie cinétique mais elles vont transférer cette énergie cinétique à travers ces collisions et nous avons toute une vidéo sur la conduction thermique mais c’est ce qui se passe les choses avec une énergie cinétique plus élevée se heurtent à des choses avec une énergie cinétique plus faible et transfèrent une partie de cette énergie cinétique et ils transfèrent une partie de cet élan donc c’est certainement ce qui se passe quand nous regardons un feu comme celui-ci les molécules voisines se heurtent à d’autres molécules et transfèrent l’énergie maintenant la convection c’est autour de l’idée que l’air chaud est moins dense et c’est beaucoup donc si nous avons un particules d’air ici, disons que c’est l’air frais ici et il est logique que l’air frais soit plus dense que l’air chaud parce que l’air chaud ces particules ont une énergie cinétique beaucoup plus élevée et donc elles vont se heurter les unes aux autres et se repousser plus loin et et et et se séparer davantage les unes des autres à cause de cette énergie cinétique moyenne élevée mais parce que la zone chaude est moins dense, cette zone juste ici est moins dense, moins dense que la zone blanche, elles pourraient toutes être la même molécule, je les ai juste colorées différemment pour montrer la zone moins dense. de couleurs différentes pour montrer la zone moins dense dans la zone plus dense elle va s’élever elle va s’élever ou vous pourriez même penser que c’est la zone plus dense la zone plus dense va tomber autour elle va tomber autour ou essayer de passer en dessous parce qu’elle est plus dense et ensuite la zone moins dense va s’élever et en faisant cela vous avez les molécules les plus chaudes qui se déplacent vers le haut et ensuite les molécules froides peuvent descendre aussi peut être la source de chaleur la source de chaleur la source d’énergie juste ici pour être plus chauffée donc ceci juste ici pour que l’air chaud monte laissez moi vous expliquer comment la source de chaleur s’élève. ici donc l’air chaud monte laissez moi écrire ça l’air chaud monte et une façon d’y penser c’est de faire de la place pour l’air refroidi qui descend et se réchauffe à nouveau et c’est ce qui se passe dans le feu ici vous voyez la réaction de combustion la réaction de combustion se produit juste ici laissez-moi vous montrer une autre couleur la réaction de combustion se produit dans le combustible cet air super chaud va s’élever et c’est pour ça qu’on dirait que ces flammes se déplacent vers le haut, elles clignotent vers le haut et vous verrez aussi, et en fait on va en parler dans la radiation thermique, qu’elles ont aussi un rôle à jouer dans le processus de combustion. dans le rayonnement thermique, elles changent aussi de couleur en montant, mais toute cette idée de combattre un feu qui se déplace vers le haut dans l’air chaud, si vous mettez votre main ici, elle sera beaucoup plus chaude que si vous mettez votre main ici. ici, même si en théorie elle est plus proche de la flamme qu’ici, et c’est parce que l’air chaud monte et fait de la place à l’air froid ou à l’air froid et plus frais qui descend ici, se sépare et se réchauffe à nouveau, puis remonte à nouveau. cette convection, cette idée de l’air chaud qui monte ou de l’air froid qui descend, c’est une autre forme de transfert de chaleur maintenant la dernière forme que nous observons quand nous parlons du feu, c’est le rayonnement thermique et cela tourne autour de l’idée que si vous avez des particules chargées qui sont accélérées, elles vont libérer des radiations électromagnétiques et donc vous pourriez dire quand nous avons des particules chargées où où sont-elles accélérées ici et bien nous avons ces molécules qui sont constamment accélérées quand elles se heurtent les unes aux autres, celles qui vont transférer l’énergie cinétique disons que celle-ci se heurte à celle-là, elle va l’accélérer dans une direction différente et même celle-ci pourrait aller dans une autre direction et l’accélération est un changement de vitesse donc ça peut être la magnitude de la vitesse ou la direction de la vitesse donc quand elles entrent en collision, vous avez toutes ces accélérations de particules chargées donc laissez-moi l’écrire vous avez l’accélération des particules chargées particules chargées particules et puis ça libère des radiations électromagnétiques je sais ce que vous pensez attendez attendez une seconde ok je peux croire que nous avons des molécules qui sont accélérées mais où est cette particule chargée où est ce que vous obtenez ces particules chargées et bien nous devons nous rappeler que ces molécules sont composées d’atomes et que les atomes sont composés de particules chargées composées de protons et d’électrons et donc plus vous les accélérez et plus vous les accélérez plus vous allez libérer de radiations et vous pourriez dire « ok » vous avez dit que j’observe ça dans le feu où j’observe des radiations et bien c’est juste un fait de fée que vous pouvez voir le fil la lumière émise par le feu c’est un rayonnement électromagnétique c’est un rayonnement électromagnétique c’est juste le rayonnement électromagnétique dans les longueurs d’onde que votre oeil considère comme visible plus léger que votre oeil considère comme lumière même les particules ici même les particules ici qui sont encore assez chaudes émettent aussi un rayonnement électromagnétique parce qu’elles se heurtent toutes les unes aux autres et leurs électrons et leurs protons sont tous accélérés de différentes manières elles libèrent aussi un rayonnement électromagnétique mais c’est à une longueur d’onde plus lente que celle que votre oeil est capable de percevoir comme lumière si vous aviez une caméra infrarouge vous verriez les flammes beaucoup plus grandes vous les verriez monter tout le long ici et si vous regardez la flamme si vous regardez la flamme de près vous verriez ici en bas juste où les réactions de combustion se produisent la flamme semble bleue et c’est parce que la lumière bleue est une lumière de plus haute énergie et c’est parce que les particules sont accélérées plus en bas et puis elle va du bleu à une sorte de blanc à un jaune à un rouge ou à à l’orange au rouge et pour vos yeux normaux elle disparaît, mais tout ce qui a une certaine température émet des radiations électromagnétiques et vous vous dites : « OK, c’est bien, je peux le voir, mais en quoi est-ce une forme de transfert d’énergie ? ». Si vous vous êtes déjà assis à côté d’une flamme, vous sentirez la chaleur, en fait, même si l’air entre vous et la flamme est froid, vous sentirez quand même que vous vous réchauffez, donc si c’est une flamme juste ici, c’est du feu. vous êtes à un feu de camp juste ici peut-être qu’il fait trente cet air juste ici est de 30 degrés si vous êtes si vous vous tenez juste ici vous sentirez toujours la chaleur vous vous sentirez toujours comme si vous vous réchauffiez et c’est parce que ce rayonnement électromagnétique est émis par les particules de l’air que nous percevons comme du feu et puis cela peut effectivement exciter les particules sur votre peau et il va transférer l’énergie à votre peau et donc vous vous sentez comme si vous vous réchauffiez réellement je me souviens une fois je c’est une sorte d’histoire étrange mais j’étais sur j’étais sur l’autoroute et il y avait une voiture en feu et j’étais Je ne pense pas qu’il y avait quelqu’un dedans, j’espère qu’il n’y avait personne dedans, mais je me souviens qu’au moment de l’explosion, il y a eu une chaleur intense et immédiate que nous avons ressentie à travers la vitre de la voiture et c’était un rayonnement électromagnétique, c’était un rayonnement thermique libéré par ces particules accélérées dans l’air autour de l’explosion que nous percevions comme une explosion ou un incendie, mais qui réchauffait les particules sur ma peau.