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Séance de cours

États de la matière : Expansion thermique

Description

Cette séance de cours couvre le concept de dilatation thermique, où les dimensions d'un corps changent avec la température. Il explique le coefficient de dilatation thermique, comment il affecte différents matériaux, et fournit des exemples avec des images. L'instructeur discute de l'expansion de la longueur, de la surface et du volume, soulignant l'importance de comprendre ces phénomènes dans divers matériaux.

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Concepts associés (22)

Température

La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique).

Dilatation thermique

La dilatation thermique est l'expansion à pression constante du volume d'un corps occasionné par son réchauffement, généralement imperceptible. Dans le cas d'un gaz, il y a dilatation à pression constante ou maintien du volume et augmentation de la pression lorsque la température augmente. À l'opposé de la dilatation, un refroidissement provoque une contraction thermique. Dans un solide, les atomes possèdent une énergie thermique et vibrent autour de leur position moyenne.

Température thermodynamique

La température thermodynamique est une formalisation de la notion expérimentale de température et constitue l’une des grandeurs principales de la thermodynamique. Elle est intrinsèquement liée à l'entropie. Usuellement notée , la température thermodynamique se mesure en kelvins (symbole K). Encore souvent qualifiée de « température absolue », elle constitue une mesure absolue parce qu’elle traduit directement le phénomène physique fondamental qui la sous-tend : l’agitation des constituant la matière (translation, vibration, rotation, niveaux d'énergie électronique).

Matériau

vignette|Grandes classes de matériaux. Les matériaux minéraux sont des roches, des céramiques ou des verres. Les matériaux métalliques sont des métaux ou des alliages. Un matériau est toute matière utilisée pour réaliser un objet au sens large. Ce dernier est souvent une pièce d'un sous-ensemble. C'est donc une matière sélectionnée à l'origine en raison de propriétés particulières et mise en œuvre en vue d'un usage spécifique.

Science des matériaux

La science des matériaux repose sur la relation entre les propriétés, la morphologie structurale et la mise en œuvre des matériaux qui constituent les objets qui nous entourent (métaux, polymères, semi-conducteurs, céramiques, composites, etc.). Elle se focalise sur l'étude des principales caractéristiques des matériaux, ainsi que leurs propriétés mécaniques, chimiques, électriques, thermiques, optiques et magnétiques. La science des matériaux est au cœur de beaucoup des grandes révolutions techniques.

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Séances de cours associées (35)

Chimie : Structure atomique et thermodynamique

Couvre la structure atomique, la thermodynamique, les propriétés matérielles et la loi du gaz idéal.

Propriétés thermiques des matériaux

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Déformation et rampement dans les matériaux

Explore la déformation, le fluage, les propriétés des matériaux, les essais mécaniques, la céramique, les polymères, les métaux et les liaisons atomiques.

Effets thermiques et concentrations de stress

Couvre les effets des contraintes thermiques et des concentrations de contraintes dans les structures.

Transition de verre: Propriétés des polymères

Explore les transitions de verre et de fusion dans les polymères, y compris les méthodes de caractérisation et les propriétés spécifiques des polymères.

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