Transfer of thermal energy · Transfert d'énergie thermique
| English | Français |
|---|---|
| conduction/kənˈdʌkʃn/ | conduction |
| convection/kənˈvekʃn/ | convection |
| radiation/ˌreɪdɪˈeɪʃn/ | rayonnement |
| insulators/ˈɪnsjuːleɪtəz/ | isolants |
| infrared/ˌɪnfrəˈred/ | infrarouge |
| emitter/ɪˈmɪtə/ | émetteur |
Three ways heat travels
- A metal spoon left in hot soup soon burns your hand.
- Yet the Sun warms you across millions of kilometres of empty space.
- Thermal energy always flows from hot to cold — by three routes: conduction 热传导, convection 对流 and radiation 辐射.
Trois façons dont la chaleur se déplace
- Une cuillère en métal laissée dans une soupe chaude brûle vite votre main.
- Pourtant, le Soleil vous réchauffe à travers des millions de kilomètres d'espace vide.
- L'énergie thermique circule toujours du chaud vers le froid — par trois voies : conduction 热传导, convection 对流 et rayonnement 辐射.
Heat transfer lab · Laboratoire de transfert de chaleur
Compare the routes by which thermal energy moves. · Comparez les voies par lesquelles l'énergie thermique se déplace.
Conduction
- Conduction carries energy through a material without the material moving.
- Heated particles vibrate more and pass the energy to their neighbours.
- Metals are the best conductors: their free (delocalised) electrons carry energy quickly.
- Insulators 绝缘体 (air, wood, plastic) conduct badly — which is why we use them to keep things warm.
Conduction: vibrating particles pass energy along a metal bar
Conduction
- La conduction transporte l'énergie à travers un matériau sans que le matériau ne bouge.
- Les particules chauffées vibrent davantage et transmettent l'énergie à leurs voisines.
- Les métaux sont les meilleurs conducteurs : leurs électrons libres (délocalisés) transportent rapidement l'énergie.
- Les isolants 绝缘体 (air, bois, plastique) conduisent mal — c'est pourquoi on les utilise pour maintenir la chaleur.
Conduction : des particules vibrantes transmettent l'énergie le long d'une barre métallique
Why are metals such good conductors of thermal energy? · Pourquoi les métaux sont-ils de si bons conducteurs d'énergie thermique ?
Metals have free (delocalised) electrons that move through the metal and carry energy rapidly from the hot end to the cold end. · Les métaux ont des électrons libres (délocalisés) qui se déplacent à travers le métal et transportent rapidement l'énergie de l'extrémité chaude vers l'extrémité froide.
Convection
- Convection happens in liquids and gases.
- Heated fluid expands, becomes less dense, and rises; cooler, denser fluid sinks to take its place.
- This circulation is a convection current — it carries energy around the fluid.
- It cannot happen in a solid, because the particles cannot move from place to place.
Convection
- La convection se produit dans les liquides et les gaz.
- Le fluide chauffé se dilate, devient moins dense, et monte ; le fluide plus froid et plus dense descend pour prendre sa place.
- Cette circulation est un courant de convection — il transporte l'énergie autour du fluide.
- Elle ne peut pas se produire dans un solide, car les particules ne peuvent pas se déplacer d'un endroit à l'autre.
In convection, heated fluid rises because it has become: · En convection, le fluide chauffé monte car il est devenu :
Heating makes the fluid expand, so it is less dense and floats upward; cooler, denser fluid sinks to replace it. · Le chauffage fait expanding le fluide, donc il est moins dense et flotte vers le haut ; le fluide plus froid et plus dense coule pour le remplacer.
Convection can happen in a solid. · La convection peut se produire dans un solide.
Convection needs particles to move from place to place, so it only happens in liquids and gases — not solids. · La convection nécessite que les particules bougent d'un endroit à l'autre, donc elle ne se produit que dans les liquides et les gaz — pas dans les solides.
Radiation
- Thermal radiation is energy carried by infrared 红外线 waves.
- All objects emit it, and it needs no material — it can cross empty space (this is how the Sun's energy reaches us).
- A dull, black surface is a good emitter 发射体 and absorber of infrared.
- A shiny, white surface is a poor emitter and a good reflector — which is why hot-water tanks and spacecraft are often shiny.
A dull, black surface emits (and absorbs) infrared much better than a shiny, white one
Rayonnement
- Le rayonnement thermique est une énergie transportée par des ondes infrarouges 红外线.
- Tous les objets l'émettent, et il ne nécessite aucun matériau — il peut traverser le vide (c'est ainsi que l'énergie solaire nous parvient).
- Une surface matte et noire est un bon émetteur 发射体 et absorbeur d'infrarouge.
- Une surface brillante et blanche est un mauvais émetteur et un bon réflecteur — c'est pourquoi les réservoirs d'eau chaude et les vaisseaux spatiaux sont souvent brillants.
Une surface mate et noire émet (et absorbe) l'infrarouge bien mieux qu'une surface brillante et blanche
Which method of heat transfer can travel through empty space (a vacuum)? · Quelle méthode de transfert de chaleur peut voyager à travers le vide (espace vide) ?
Radiation is carried by infrared waves, which need no material — so the Sun's energy reaches us across empty space. · Le rayonnement est transporté par des ondes infrarouges, qui ne nécessitent aucun milieu matériel — ainsi l'énergie solaire nous atteint à travers l'espace vide.
Match each method of heat transfer to how it works. · Associez chaque méthode de transfert de chaleur à son fonctionnement.
Conduction works through a material; convection moves the fluid itself in a current; radiation is infrared waves that need no material. · La conduction fonctionne à travers un matériau ; la convection déplace le fluide lui-même dans un courant ; le rayonnement est constitué d'ondes infrarouges qui ne nécessitent aucun milieu matériel.
Which surface is the best emitter of thermal radiation? · Quelle surface est le meilleur émetteur de rayonnement thermique ?
Dull black surfaces are the best emitters (and absorbers) of infrared; shiny, light surfaces are poor emitters and good reflectors. · Les surfaces mates noires sont les meilleures émettrices (et absorbeuses) d'infrarouge ; les surfaces brillantes et claires sont de mauvaises émettrices et de bons réflecteurs.
You've got it
- thermal energy always flows from hot to cold
- conduction: through a material, particle to particle; metals best (free electrons)
- convection: warm fluid rises, cool sinks — a current; never in solids
- radiation: infrared, needs no material; dull black = best emitter/absorber
Vous avez compris
- l'énergie thermique s'écoule toujours du chaud vers le froid
- conduction : à travers un matériau, de particule en particule ; métaux les meilleurs (électrons libres)
- convection : fluide chaud monte, froid descend — courant ; jamais dans les solides
- rayonnement : infrarouge, ne nécessite aucun matériau ; matte noir = meilleur émetteur/absorbeur