CONTACT de NOTRE CORPS avec la CHALEUR

-contact de notre corps avec la chaleur

La CONDUCTION sur NOTRE PEAU

En conduction, l’agitation des molécules d’un corps solide chaud transmet, suite à des chocs sur les molécules d’un corps froid adjacent, une énergie cinétique qui se transforme en chaleur.

Donc la chaleur (énergie calorifique) circule spontanément du chaud vers le froid. Ce mouvement (chaud >>> froid) est nommé gradient thermique

 

1° cas: Contact avec un corps dont la température est différente de celle de notre peau

donc on lui prend (ou on lui laisse) de la chaleur (par conduction)

-c'est le cas d'un doigt trempé dans un bol d’eau qui est à température stable

-c'est le cas d'une immersion totale du corps humain dans l'eau (qui est douloureuse aussi bien au-delà de 48° C qu’en deçà de 17° C)

-c'est le cas d'une immersion dans un volume d'air calme (appartement par exemple)

Le ressenti de changement de température (par cette conduction) est spontané

2° cas : Contact avec un corps qui est à la même température que nous

Si un corps est situé depuis longtemps dans la même pièce que nous, il est à la même température que nous (l’équilibre est atteint).

Toutefois si le corps touché a une forte résistance linéique thermique, il absorbe facilement notre chaleur au contact, pour se la répartir dans sa propre profondeur --il aspire nos calories-- et il nous paraît froid au contact (les métaux, les pierres....)

C'est bien sûr le cas inverse pour les matériaux isolants, dont la texture n'exprime pas de besoins de gavage d'énergie en profondeur (bois, tapis, étoffes...) qui ne nous donnent pas d'impression de fraîcheur au toucher

3° cas : Contact avec un matériau qui véhicule des particules de très haute température (sans qu'on ressente sa chaleur)

--par exemple on touche un tube fluorescent, dans lequel il y a un plasma à 6000 degrés--

Le phénomène de conduction envers notre toucher, ne peut intervenir qu'en fonction de l'énergie calorifique échangée par notre peau avec la surface du tube, mais celle-ci est très faible >> en effet le vide qui règne dans un tel tube est de l'ordre de 10-6 Pa, ce qui correspond à 1016 particules au m3.Par contre, l'enveloppe du tube, en verre, reçoit leur énergie et se la diffuse dans une densité particulaire bien supérieure (1024 particules au m3 ) donc il n'y a que 1 particule de verre sur 108 qui transmet une forte énergie à notre toucher (et comme en outre il n'y a qu'une partie des particules du plasma interne qui chauffe au même moment --environ 10%-- cela ramène à 10-9 particule active envers notre toucher) Donc le verre n'est pas chaud au contact, malgré les 6000° qu'il renferme

--autre exemple d'un fer rougi à un bout et qui peut être tenu à l'autre bout, car sa conduction (interne, cette fois) ne transmet pas la haute chaleur aussi loin

 

La CONVECTION sur NOTRE PEAU

La convection est un échange calorifique entre notre peau et le fluide où elle baigne

Dans ce fluide, les molécules porteuses de chaleur, migrent d'un lieu à un autre (par diffusion), et ce mouvement modifie la température en un point donné du milieu

Donc quand elles rencontreront les molécules de la peau (en créant de la conduction) il y aura sensation évolutive d'échange de chaleur

En convection, la chaleur se dirige du haut vers le bas (car si les mouvements des molécules du milieu ne sont pas forcés, ils sont soumis à la gravité)

1° cas : on sent du froid lors d'une évaporation sur la peau

C'est ici de la convection (températures différentes et création de la sueur)

L'échange de chaleur a lieu sous forme d'enthalpie (énergie thermique prise à la peau assure la transformation d'état entre sueur liquide et sueur vapeur)

2° cas : on sent la chaleur augmenter quand un radiateur-convecteur reste allumé longuement dans une pièce

Il y a d'abord conduction entre le radiateur et l'air ambiant, puis convection (de plus en plus de volumes d'air impliqués augmentent la température du milieu) puis intervient la conduction finale entre l'air et la peau

 

Le RAYONNEMENT sur NOTRE PEAU

On se fait bombarder par des rayons, donc ce mode de chaleur est dit par «rayonnements à effets thermiques» Ce sont des particules (photons) qui nous apportent leur énergie cinétique se transformant partiellement en chaleur au contact de la peau (le reste étant de l'énergie lumineuse et de l'énergie ionisante, qui ont d'autres rôles que de chauffer)

Le milieu dans lequel les photons transitent n'a pas de rôle fondamental dans la sensation de chaleur perçue

on a chaud au soleil ou sous un tube infrarouge (on y a chaud, malgré un air ambiant froid)

 

Cas PARTICULIER

on ressent une sensation de fraîcheur sur la langue, de la part de certains produits (comme le menthol).

Ce n'est pas là un problème thermique, mais chimique: certains récepteurs des papilles linguales excitent alors des sensibilités nerveuses (cependant différenciées)

 

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