Transfert thermique

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Le transfert thermique, ou chaleur, désigne un échange d'énergie interne (exprimé en joules et noté Q) distinct du travail, qui s'effectue hors de l'équilibre thermodynamique et se manifeste par trois formes pouvant coexister : la conduction (diffusion de l'agitation moléculaire), la convection (déplacement macroscopique de la matière) et le rayonnement (propagation de photons). S'il est vrai que l'énergie circule spontanément des corps chauds vers les corps froids, il est néanmoins possible, grâce à des machines thermiques comme le réfrigérateur, de transférer de la chaleur d'un corps froid vers un corps chaud. Cette distinction est cruciale car la chaleur est souvent confondue avec la température : lors d'un changement d'état (comme l'ébullition), un corps échange de l'énergie thermique sans que sa température ne varie, et l'exemple le plus simple reste deux corps en contact, dont le plus chaud cède de l'énergie par conduction. Historiquement, les scientifiques croyaient d'abord à la théorie du phlogistique, avant que Joseph Black et Antoine Lavoisier ne proposent au XVIIIe siècle le concept de « calorique », un fluide sans masse s'écoulant des corps chauds vers les corps froids. En 1804, Benjamin Thompson (comte de Rumford) révolutionna cette vision en suggérant que la chaleur provenait des mouvements internes de la matière (et du rayonnement), mais sa théorie ne fut pas immédiatement acceptée. Ce n'est qu'au cours du XIXe siècle que la théorie du calorique, reprise notamment par Sadi Carnot pour son analogie avec une machine hydraulique, demeura dominante avant d'être définitivement remplacée par la thermodynamique moderne.