La température et la chaleur

La température

Tous les objets sont constitués de molécules et d’atomes. Or, bien qu’un objet nous semble immobile, les molécules et les atomes qui le constituent ne le sont pas du tout. Les molécules et les atomes s’agitent extrêmement rapidement à l’intérieur de l’objet.
 
Ces mouvements d’agitation sont appelés agitation thermique.

La température mesure le degré d'agitation des particules : plus les molécules d'un objet sont agitées, plus cet objet est chaud et moins elles bougent, plus cet objet est froid.

La température peut être mesurée avec un thermomètre. On mesure la température en degrés Celsius, en Kelvin ou en Fahrenheit.
 

La chaleur

La chaleur, c’est l'énergie thermique transférée d'un objet à un autre lorsqu’il y a une différence de température entre les objets.

Si nous mettons en contact un objet froid et un objet chaud, les molécules de l'objet chaud sont plus agitées que les molécules de l’objet froid. Alors, les molécules de l’objet chaud vont entrer en collision avec les molécules de l’objet froid. Les molécules de l'objet froid commencent donc à bouger plus rapidement, alors que les molécules de l'objet chaud sont ralenties. On dira que l'objet chaud donne de la chaleur à l’objet froid.
 
La chaleur, c'est le transfert de l'agitation thermique. Il y a un transfert de chaleur entre les deux objets, ce qui mène à un changement de température des deux objets. L’objet initialement chaud devient plus froid et l’objet initialement froid devient plus chaud.
 
L'énergie thermique (la chaleur) se mesure en joules. Contrairement à la température, il n'existe pas de méthode de mesure directe de la chaleur. Il faut recourir à des méthodes indirectes.

En comprenant bien la différence entre les concepts de température et de chaleur, on peut alors expliquer l’observation suivante.

Quand on touche une table dont le dessus est en bois et le pied est en métal, le dessus en bois nous semble chaud tandis que le pied en métal nous semble froid. Pourtant, ces deux objets sont dans la même pièce. Ils devraient donc être à la même température. Comment expliquer cette différence de sensation ? La table et le pied sont effectivement à la même température. Or, ce que nous sentons quand nous touchons ces objets, ce n'est pas directement la température, mais la chaleur que les objets nous donnent ou nous prennent.

Le bois est un isolant thermique. C’est pourquoi la chaleur de notre main, qui est plus chaude que le dessus de la table, ne se propage pas. Cela nous procure alors une sensation de chaleur dans notre main. À l’inverse, lorsque nous touchons au pied en métal de la table, le pied en métal prend la chaleur de notre main, car ce dernier est un conducteur thermique. Cela nous procure une sensation de froid dans notre main tout simplement parce que le morceau de métal nous prend plus de chaleur.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse