La science thermique est une branche de la recherche scientifique qui traite spécifiquement de la chaleur et de l’énergie, à travers la thermodynamique et le transfert de chaleur. La science thermique est utilisée dans de nombreuses applications pratiques, telles que les systèmes de chauffage, la production d’énergie et expérimentalement. La science thermique est généralement considérée comme une branche de l’ingénierie, car dans les applications pratiques, elle est le plus souvent utilisée par les ingénieurs qui tentent de concevoir des systèmes de chauffage et de production d’énergie plus sûrs et plus efficaces.
La science thermique s’intéresse d’abord à la thermodynamique, qui est une branche de la physique qui intègre plusieurs variables et la façon dont elles interagissent pour former de la chaleur ou de l’énergie. La thermodynamique examine l’interaction de la température, de la pression et du volume dans un système pour créer de la chaleur, de l’énergie ou les deux. La métamorphose de l’énergie dans la poursuite de la puissance et de la chaleur est au centre de la thermodynamique, qui fait référence à la production énergétique d’un appareil en tant que travail, la force nécessaire pour déplacer un objet. La thermodynamique est régie par plusieurs règles, comme le sont la plupart des disciplines scientifiques.
La première règle est qu’il n’est pas possible d’extraire plus d’énergie d’un système qu’il n’y en a d’entrée, car l’énergie ne peut être convertie que sous une nouvelle forme, non créée ou détruite. La seconde est que toutes les machines perdront de l’efficacité entre l’énergie d’entrée et de sortie dans un processus appelé entropie, où l’énergie est réellement perdue. Ces règles régissent les systèmes de conversion d’énergie des barrages hydroélectriques au moteur à essence et sont une partie cruciale de la thermodynamique.
La science thermique est une tentative d’équilibrer le transfert de chaleur et les lois de la thermodynamique dans une tentative de prendre de l’avance lors de la génération d’énergie. La science thermique intègre plusieurs disciplines scientifiques, toutes traitant de l’énergie, car les scientifiques et les ingénieurs travaillent ensemble pour utiliser l’énergie thermique plus efficacement. La science thermique examine de nouvelles façons d’extraire la chaleur, d’isoler l’énergie et de l’utiliser de la manière la plus pratique possible.
Les étudiants en sciences thermiques s’intéressent à l’exploration de modes alternatifs de collecte d’énergie, ainsi qu’à la maximisation de la sécurité humaine autour des systèmes de conversion d’énergie. Lorsque la science thermique est utilisée dans une application pratique, les ingénieurs examinent les propriétés de transfert de chaleur des objets ou des systèmes énergétiques, tout en essayant de déterminer quel est le bilan énergétique global au sein d’un système. De plus, les ingénieurs examinent les principes de la thermodynamique, qui incluent des réactions chimiques et physiques en plus des lois primaires.
Lorsqu’ils sont utilisés théoriquement, les physiciens qui se concentrent sur la science thermique sont intéressés à explorer comment l’électricité est convertie et comment les systèmes de conversion d’énergie peuvent être améliorés. L’étude de la science thermique à un niveau théorique a conduit à l’introduction de nombreux dispositifs d’économie d’énergie, ainsi qu’à une augmentation de l’efficacité et de la sécurité. Dans les deux cas, la science thermique examine les interactions fondamentales entre les processus physiques et chimiques, et le résultat.