Mouvement thermique (Le thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de...) d'un segment de molécule d'une protéine.

L'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) d'un objet, qui est due à une agitation (L’agitation a comme principale fonction d’accélérer les transferts de grandeurs extensives au sein d'un...) désordonnée de ses molécules et de...) est l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un...) d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois...), qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...). Les transferts d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) thermique entre corps sont appelés transferts de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et jouent un rôle essentiel en thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou...). Ils atteignent un équilibre lorsque la température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...) des corps en contact est égale.

Une énergie dissipative

L'énergie thermique à tendance à se répartir uniformément dans l'espace. Ce mécanisme naturel d'équilibre est un des mécanismes énoncés dans le principe zéro de la thermodynamique, qui comprend aussi l'équilibre mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies,...) (des pressions s'équilibrent), et l'équilibre chimique (les fluides se mélangent).

Les mécanismes de répartition de l'énergie thermique sont :

• Par contact direct
  • la conduction thermique (La conduction thermique est le mode de transfert de chaleur provoqué par une différence de température entre deux...) (transfert de l'énergie cinétique des molécules sans échange de matière)
  • la convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont...) (échange de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...) entre fluides ou entre gaz)

La dissipation d'énergie thermique par contact se produit de façon disymétrique par rapport au temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les...), et se fait toujours du corps le plus chaud (celui dont la température est la plus élevée) vers le corps le plus froid. Ce phénomène est formalisé dans le second principe de la thermodynamique et limite les possibilités de transformer de l'énergie en travail. Il a été découvert lors de la réalisation des premiers moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par...).

• Au travers du vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.)
  • Emission de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique....), par le phénomène appelé rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...) du corps noir (En physique, un corps noir désigne un objet idéal dont le spectre électromagnétique ne dépend que de sa température. En...)

Un phénomène d'origine quantique à l'echelle macroscopique

De part sa nature, étant le reflet d'une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) au niveau moléculaire, l'énergie thermique est profondément quantique. En particulier, cette capacité à se transformer en énergie lumineuse par le rayonnement du corps noir est un témoignage direct des changements d'état des molécules et atomes composant l'objet. C'est un phénomène que nous pouvons observer quotidiennement, en observant des braises dans un feu de bois, ou tout simplement la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) d'une ampoule électrique.

Un phénomène à l'origine de la découverte des lois de la mécanique quantique (Fille de l'ancienne théorie des quanta, la mécanique quantique constitue le pilier d'un ensemble de théories physiques...)

L'étude précise du rayonnement du corps noir, et des lois déterminant la nature de la lumière émises à conduit à des paradoxes lorsqu'elle était faite avec les équations de la mécanique classique. C'est en cherchant à résoudre ce paradoxe (Un paradoxe est une proposition qui contient ou semble contenir une contradiction logique, ou un raisonnement qui, bien...) que Planck introduit l'idée que la lumière n'était pas émise de manière continue, mais par paquets. Cette hypothèse se révéla vraie et est un des fondements de la mécanique quantique.

Cette propriété de la matière de rayonner son énergie thermique a une influence considérable sur notre environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se...). C'est par ce phénomène que le soleil ((pourcentage en masse)) rayonne une partie de son énergie jusqu'à la terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...), y apportant une source d'énergie essentielle aux conditions d'existence de la vie. De plus, les organismes vivants ont évolué pour tirer parti des informations rendues disponibles par ces rayons lumineux, en élaborant l'œil. Les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés...) lumineuse visibles pour l'homme, par exemple, sont autour de la longueur (La longueur d’un objet représente la distance entre deux de ses extrémités, les plus éloignées possibles. Lorsque...) d'onde d'énergie maximale émise par le rayonnement du corps noir du soleil, qui se situe à 500 nm.

Énergie thermique et température

Lors de la mise en contact entre deux corps, un échange d'énergie thermique se produit. Le point (Graphie) d'équilibre est atteint lorsque les deux corps ont atteint la même température. La notion d'équilibre est une notion transitive. Si un corps A est en équilibre avec B, et que ce corps B est en équilibre avec un corps C, alors A et C sont aussi en équilibre. A, B et C ont la même température. Au début du XXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race,...), il a été jugé que cette loi, qui semble tenir du simple bon sens, méritait d'être formulée comme le principe 0 de la thermodynamique.

Bien que difficile à définir formellement, la température est une notion utilisée dans la vie courante, car facile à observer. Pour mesurer la température d'un corps, il suffit de le mettre en contact avec un thermomètre (Un thermomètre est un appareil qui sert à mesurer des températures. C'est le domaine d'étude de la thermométrie.) (par exemple un thermomètre à mercure), et d'en mesurer la graduation à l'équilibre thermique.

La capacité thermique (La capacité thermique (ou capacité calorifique) d'un corps est une grandeur permettant de quantifier la possibilité...) massique d'un corps est une valeur définie pour exprimer la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) d'énergie thermique nécessaire pour augmenter la température de ce corps d'un degré Celsius. La capacité thermique massique dépend en général de la composition du corps et de sa température.

Énergie thermique et état de la matière

En fournissant de l'énergie thermique à un corps, on peut en changer l'état, le faisant passer par exemple de l'état solide à l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière.).

À condition de pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...), ces changements d'état se font toujours à la même température, pour un corps d'une composition donnée. C'est cette propriété qui a été utilisée, ainsi que des considérations d'origine thermodynamiques pour définir l'echelle de température kelvin (Le kelvin (symbole K, du nom de Lord Kelvin) est l'unité SI de température thermodynamique. Par convention, les noms...), en se basant sur les changements d'état de l'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un...).