1. Mouvement moléculaire accru : L'énergie thermique se manifeste par une augmentation du mouvement moléculaire. À mesure que les molécules gagnent de l’énergie, elles vibrent, tournent et se déplacent plus rapidement. Cette augmentation du mouvement moléculaire entraîne généralement une augmentation de la température de la matière.
2. Extension : À mesure que les molécules se déplacent plus vigoureusement, elles occupent plus d’espace, provoquant une expansion de la matière. Cette expansion est perceptible dans la plupart des substances lorsqu'elles sont chauffées. Les solides se dilatent légèrement, les liquides se dilatent plus significativement et les gaz se dilatent le plus.
3. Transitions de phases : L'ajout d'énergie thermique peut induire des transitions de phase, au cours desquelles une substance passe d'un état (solide, liquide ou gazeux) à un autre. Par exemple, la glace (solide) fond en eau (liquide) lorsqu'elle est chauffée, et l'eau se vaporise en vapeur d'eau (gaz) lors d'un chauffage supplémentaire.
4. Pression accrue : Dans les systèmes fermés, l’augmentation du mouvement moléculaire dû à l’énergie thermique entraîne des collisions plus fréquentes entre les molécules et les parois du conteneur. Il en résulte une augmentation de la pression exercée par la matière.
5. Modifications des propriétés : L'énergie thermique peut modifier les propriétés physiques et chimiques de la matière. Par exemple, les métaux deviennent généralement plus malléables et ductiles lorsqu’ils sont chauffés, tandis que certains matériaux peuvent subir des changements de couleur ou des modifications de leurs propriétés électriques et magnétiques.
6. Réactions chimiques : Dans certains cas, l'ajout d'énergie thermique peut déclencher des réactions chimiques. En effet, l’énergie thermique fournit l’énergie d’activation nécessaire pour rompre les liaisons chimiques et en former de nouvelles.
7. Équilibre thermique : Lorsque deux objets ou plus à des températures différentes entrent en contact thermique, un transfert de chaleur se produit jusqu'à ce qu'ils atteignent l'équilibre thermique. Dans cet état, tous les objets ont la même température et il n’y a pas de flux net d’énergie thermique entre eux.
Les effets de l’ajout d’énergie thermique à la matière sont des principes fondamentaux utilisés dans diverses disciplines scientifiques et applications technologiques, telles que les systèmes de chauffage, les moteurs, le traitement des matériaux et les systèmes de conversion d’énergie.
