La chaleur


D'où nous provient la sensation de chaleur?
Nous pensons tout de suite à une température trop élevée, un deuxième facteur joue aussi son rôle: une humidité de l'air importante.
C'est une sensation liée à la difficulté qu'éprouve le corps à evacuer sa chaleur interne en excés.

Régulation de la température corporelle

Le corps humain est régulé à environ 37°C. Celui-ci produit en permanence de la chaleur et ceci d'autant plus que l'activité physique est forte.
Prenons deux objets de températures différentes mis en contact: un flux de chaleur s'établi spontanément du corps le plus chaud vers le plus froid jusqu'à l'égalisation de leurs températures. C'est la même chose pour nous en contact avec l'air ambiant. Tant qu'il fait plus froid que la température du corps, nous évacuons de la chaleur par ce principe de thermalisation. A l'équilibre thermique tous les corps ont la même température, le mécanisme de régulation du corps lui permet de garder malgrès tout un température constante différente de l'extérieur. Le corps rejette d'autant plus de chaleur que la différence de température est grande avec l'extérieur, et que le milieu extérieur est bon conducteur de la chaleur. Par exemple de l'eau à 20°C aura beaucoup plus d'effet que l'air à 20°C! Touchez des morceaux de bois et métal: à 20°C le métal semble froid et le bois chaud, à 50°C c'est le contraire! Conclusion: le métal est meilleur conducteur, les transferts thermiques sont dans le même sens quelquesoit le matériaux pour une température donnée, mais sont d'intensités différentes.
Nous avons une difficulté: si la température est supérieure à celle du corps, ou pas suffisament basse pour un transfert thermique conséquent l'humain ne pourrait y survivre!
Il y a un autre processus: la transpiration. Le corps rejette par ses pores de l'eau liquide. Cette action ne permet pas de chasser de la chaleur. L'eau liquide sur la peau s'évapore en eau sous forme de gaz qui s'échappe dans l'air ambiant. L'évaporation consomme de l'énergie, ici la chaleur du corps!
Des exemples. Un solvant, un fluide glaciale de farce et attrape, ou de l'acétone sur le bras crée une sensation immédiate de froid. On arrose le sol pour créer une ambiance fraîche. Prenez une douche rapide toute les trente minutes pendant une canicule et vous restez frais, l'eau s'évapore en permanence à la surface de votre corps. Pour faire boullir de l'eau dans une casserole vous devez lui apportez de la chaleur.

Dans un liquide les molécules sont comme engluées les une par rapport aux autres, dans le gaz elles sont indépendantes. Lorsque qu'une molècule d'eau passe de l'état liquide à l'état gazeux elle doit casser les liaisons quelle entretenait avec les autres molécules voisines du liquide.
Pour cela il lui faut de l'énergie:  . C'est la chaleur nécessaire pour l'évaporation.
Passage d'une molécule de la phase liquide à gazeuse

La température

Nous la mesurons ici en degrés Celsius mais d'autres unités existent, je vous fourni ici un convertisseur. Du point de vu microscopique plus la température est grande, plus les molécules de l'air sont agitées, leurs vitesses augmentent et elles sont de plus en plus distantes, l'air se dilate et est plus léger.
Air froid  Air chaud
Convertisseur de températures:
degrés Celsius / degrés Fahrenheit / Kelvin

°C  soit
°F.
°F  soit °C.
°C  soit K.
 K  soit °C.

Le taux d'humidité


L'air est globalement constitué d'un mélange de deux gaz, 80% d'azote et 20% d'oxygéne, auquels s'ajoutent d'autres en petites quantités. L'air a la capacité d'accueillir de l'eau sous forme de gaz. Plus l'air est chaud plus il dispose de place pour en transporter: l'air à 10°C contient au maximum 1% d'eau celui à 40°C jusqu'à 7%!
Lorsque toutes les places sont occupées on dit que l'air est saturé d'humidité, l'humidité est de 100% (on parle aussi de taux d'hygromètrie). Au contraire l'air sec ne contient que des places vides: 0% d'humidité.
Air froid avec 100% d'humidité Air chaud avec 100% d'humidité Air chaud avec 50% d'humidité
Ainsi de l'air chaud contenant 50% d'humidité en se refroissant peut atteindre 100%, pourtant l'air contient toujours la même quantité d'eau, c'est une humidité relative aux places disponibles. Que se passe-il- si nous refroisissons encore cet air? L'eau devra en être évacué sous forme liquide: c'est la rosée!
La transpiration ne pourra avoir lieu que si l'air n'est pas saturé, et s'effectuera au contraire avec d'autant plus d'éfficacité qu'il est sec. Les molécules d'eau pourrons alors facilement s'échapper du liquide pour occupé les places vides nombreuses dans l'air.

Indice de chaleur


La facilité avec laquelle notre corps va évacuer de la chaleur va donc dépendre de deux paramètres: la température et l'humidité.
Il a été inventé un indice de chaleur qui correspond à la température ressentie par notre corps.
A 34°C avec 65% d'humidité tout se passe comme s'il faisait 44°C! Vous risquez alors un coup de chaleur.
D'accord mais 44°C avec quel humidité? Pour une situation normale d'un air d'indice égal à sa température donc ici  44°C à 17%.
Calcul de l'indice de chaleur
Température:°C. Humidité:%
Exposition: à l'ombre. en plein soleil.
   Indice de chaleur:


Indices de chaleur Indice de chaleur
=
Température apparente

Avis

Feuille de calcul pour cette table et d'autres en °F pour le Heat Index / Humidex. De nombreuses informations proviennent de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Pression de vapeur saturante

ATTENTION zone non vulgarisée!
D'après la formule de Dupré valable entre 0°C à 200°C :

pour °C

nous avons hPa, c'est la pression de vapeur saturante de l'eau à cette température.

Evolution du taux d'humidité avec la température:
vous avez à°C un taux de %.
Que devient ce taux à °C? %.
Par exemple 10°C à 100% donne 30% à 30°C ou 10% à 50°C!