Quel type de transfert de chaleur utilise un feu de bois?
Les feux de bois transfèrent la chaleur de la même manière que de nombreux appareils de chauffage modernes.
Un feu de bois utilise les trois types de transfert de chaleur qui existent dans la nature et sont connus de la physique. Il s'agit notamment de la convection, qui est un transfert de chaleur à travers les courants d'air. La conduction est un transfert de chaleur à travers des objets solides tels que le sol ou les briques d'un mur de cheminée. Le rayonnement est la troisième forme de transfert de chaleur commun, et peut inclure le rayonnement de la lumière du feu et l'oxydation du combustible en cours de combustion.
Convection
Les foyers utilisent la convection naturelle de l'air de la même manière qu'un feu de camp extérieur pour transférer la chaleur.
La convection est l'un des moyens les plus courants de transférer la chaleur d'un objet à un autre, à la fois dans la nature et dans les appareils de chauffage artificiels. C'est parce que c'est une méthode facile à utiliser et à contrôler. La quantité de chaleur transférée par convection dans un feu de bois est directement liée à la vitesse à laquelle le vent souffle dans un feu extérieur ou au niveau de convection forcée dans un feu de cheminée. Dans un foyer, la chaleur passe d'un feu de bois à une pièce lorsque de l'air frais est aspiré dans le feu depuis le niveau du sol pour l'alimenter. Cela force l'air chaud à sortir lorsqu'il monte dans l'espace de la pièce et augmente la température.
Conduction
La conduction est une forme courante, bien que souvent négligée, de transfert de chaleur d'un feu de bois.
La conduction est une méthode de transfert de chaleur plus efficace, mais aussi plus lente. Plus un matériau est dense, plus il peut transporter de chaleur d'un endroit à un autre. Dans un camping, la conduction par le feu sert à transférer la chaleur à travers le sol à partir de l'endroit où se trouve le feu, en s'étalant de façon progressive et sphérique. Cela passe souvent inaperçu chez les personnes assises près d'un feu, mais à mesure que le sol se réchauffe, les courants de convection qui le traversent transfèrent également une partie de cette chaleur de la surface solide vers l'air. Dans une cheminée, la conduction est assez évidente si vous touchez la maçonnerie extérieure d'une cheminée et sentez que le feu l'a réchauffée.
Rayonnement lumineux
La lumière est un moyen rapide pour que la chaleur soit rayonnée par des incendies ou d'autres sources naturelles.
Un feu de bois transfère également de la chaleur par rayonnement électromagnétique. Cela inclut à la fois la lumière visible produite par le feu et la lumière de plus grandes longueurs d'onde telles que la plage infrarouge de lumière que l'œil humain ne peut pas voir. Un feu rayonne de chaleur et de lumière de la même manière que le soleil. Le processus est également similaire à la chaleur que la terre émet dans la nuit lorsqu'elle se refroidit, connue sous le nom de rayonnement du corps noir ou rayonnement de chaleur.
Rayonnement de combustion
La combustion décompose des molécules complexes comme le bois en molécules plus simples comme le dioxyde de carbone, libérant ainsi de l'énergie thermique dans le processus.
La réaction chimique du feu lui-même, appelée combustion, est la principale méthode de transfert de chaleur. Le rayonnement ne nécessite pas de matière pour que la chaleur soit transférée, comme avec la convection ou la conduction, mais il nécessite une réaction quelconque. Dans le cas d'un feu de bois, il s'agit d'une réaction chimique où le bois est rapidement oxydé, produisant des gaz tels que l'oxygène, le dioxyde de carbone et la vapeur. En train de décomposer chimiquement le bois du feu, l'énergie est libérée dans l'environnement sous forme de chaleur et de flammes.