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La matière cristalline et ses propriétés


4 - Température et chaleur

Le température, c'est la sensation de chaud ou de froid que l'on a en touchant un objet. Cette sensation correspond à l'agitation désordonnée des atomes dans l'objet. En effet, les atomes vibrent continuellement de manière faible, mais comme il sont trop petits pour que nous puissions les sentir individuellement, on a l'impression qu'une surface lisse est au repos ; ou encore, comme la pulpe de nos doigts est molle, elle joue le rôle d'amortisseur et on ne sent pas cette vibration. Par contre, l'énergie de vibration de l'objet se transmet aux atomes de nos doigts et donne cette sensation de chaleur, et si elle est importante, elle peut même provoquer des brûlures ! Car les atomes du doigt étant moins bien organisés que les atomes du métal, une agitation importante peut aller jusqu'à détruire l'organisation de la peau -- et causer une blessure que l'on appelle une brûlure (à partir de 60 oC).

Les atomes bougent autour de leur position moyenne, ils poussent leurs voisins, mais aux températures modérées, ce mouvement n'est pas suffisant pour qu'un atome chasse un autre. C'est une peu comme les noeuds d'un sommier (croisement des fils de fer) lorsque l'on saute sur un lit ; ou bien, imaginez des gens sur un banc qui bougent de gauche à droite en se poussant gentillement en écoutant un concert, mais sans faire tomber les autres.


Fig. 6 Température : les atomes s'agitent, remuent sur place et se poussent les uns les autres

La température mesure donc l'agitation microscopique des atomes, plus les atomes sont agités, plus la température est élevée. La chaleur, elle désigne l'énergie qui est échangée entre deux objets de température différente. Lorsque l'on met en contact deux objets de température différente, l'objet chaud donne de la chaleur à l'objet froid ; dans l'histoire, l'objet chaud refroidit et l'objet froid se réchauffe. En fait, la chaleur est à la température ce que l'énergie cinétique est à la vitesse, le chaleur est l'énergie qu'il faut donner à un objet pour qu'il arrive à une certaine température.

Mais la chaleur peut se transmettre dans l'objet lui-même par conduction : si vous laissez une cuillère en métal dans un plat chaud, le manche, bien qu'étant dehors, devient vite brûlant. En effet, les atomes étant serrés les uns contre les autres, leur agitation se transmet de proche en proche.


Fig. 7 Conduction de la chaleur dans un cristal ; l'agitation progresse de proche en proche

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