À la base, la chaleur infrarouge est produite par les différences de température entre les objets. Tout objet dont la température est supérieure à 0 K (-273.15 ° C) émet de l'énergie infrarouge. Lorsqu'un objet est plus chaud qu'un autre, l'énergie infrarouge ira de l'objet le plus chaud au plus froid.
En termes simples, lorsqu'un objet est chauffé (soit par contact direct avec un autre objet chaud, soit via une source externe), ses molécules commencent à vibrer à des rythmes plus rapides . Cette vibration accrue amène les atomes de l’objet à émettre un rayonnement électromagnétique dans différentes longueurs d’onde, dont la lumière infrarouge.
Sa particularité est de réchauffer le corps sans modifier la température de l'air. Ce n'est qu'à l'instant où les rayons infrarouges touchent la peau qu'ils mettent en mouvement les atomes et molécules, libérant ainsi de l'énergie que nous ressentons sous forme de chaleur.
Comment fonctionne le chauffage infrarouge ? Contrairement au chauffage traditionnel, le chauffage infrarouge ne fonctionne pas par convection, mais par rayonnement. Au lieu de chauffer l'air d'une pièce, on chauffe donc directement les corps et les objets qui s'y trouvent.
Le rayonnement infrarouge est émis par toutes les surfaces dont la température est supérieure à 0 K (−273,15 °C) et la force du rayonnement émis dépend de la température de la surface (des températures plus élevées ont une plus grande énergie rayonnante).
L'infrarouge est une forme d'énergie faisant partie du spectre électromagnétique après la couleur rouge . L'infrarouge est une longueur d'onde produisant de la chaleur de 0,78 microns à 1 000 microns (ou 1 millimètre) et couvre une plage thermique de plusieurs milliers de degrés centigrades jusqu'au zéro absolu.
Contrairement à la convection et à la conduction, le rayonnement ne dépend pas de la présence de particules pour que le transfert d'énergie thermique se produise. Lors du rayonnement, l'énergie thermique est transférée par rayonnement infrarouge. Le rayonnement infrarouge transfère de l'énergie thermique sous forme d'ondes infrarouges qui peuvent traverser le vide.
Given enough temperature, heat can produce visible light as in our sun as well as ultraviolet as in our sun. Also, although heat energy and light are different things, heat energy produces radiation in the EM spectrum and most heat produced on earth produces light in the infrared.
Le rayonnement infrarouge n'est pas bien absorbé par l'air et chauffe donc directement les objets , laissant efficacement l'air froid (bien que les objets chauds dégagent eux-mêmes de la chaleur et peuvent ensuite chauffer l'air et l'espace de cette façon).
L'un des avantages énergétiques est que l'énergie IR ne chauffe que les objets opaques, tels que les aliments, plutôt que l'air qui les entoure .
Il s'agit de la partie du spectre électromagnétique que nous percevons comme chaleur. Contrairement au monde visible, dans le monde infrarouge, tout objet ayant une température supérieure à zéro degré Kelvin émet des infrarouges et donc, même les objets très froids, tels que les glaçons, émettent des infrarouges.
L'atmosphère est en grande partie opaque aux rayonnements du moyen infrarouge qui sont absorbés par la vapeur d'eau. Seules quelques fenêtre atmosphériques permettent la transmission du rayonnement. Elles sont centrées sur les longueurs d'onde 2,5μm, 3,5μm et 5μm.
Lorsque la lumière visible est absorbée par un objet, celui-ci convertit la lumière à courte longueur d’onde en chaleur à grande longueur d’onde . Cela provoque un réchauffement de l’objet.
Comment la chaleur peut-elle être transformée en lumière? Les électrons sont ce qui permet aux atomes de réagir entre eux dans des réactions chimiques. Ils sont aussi responsables de l'émission de lumière par certains composés lorsque ceux-ci sont chauffés.
Un radiateur infrarouge est capable de chauffer une zone plus grande qu'un radiateur conventionnel standard . En effet, la chaleur infrarouge utilise l’humidité de l’air, comme indiqué précédemment. L’utilisation de l’humidité de l’air le rend beaucoup plus efficace qu’un radiateur traditionnel.
La chaleur affecte la capacité du corps de régler sa température et les expositions prolongées à la chaleur peuvent surmener l'organisme. Elles peuvent mener à la déshydratation, aux coups de chaleur (insolation), à d'autres malaises graves ou même au décès.
Une exposition régulière du cristallin de l'œil aux rayons IR peut provoquer une cataracte. Il y a un autre danger pour la rétine: en effet, si la température des tissus chauffés est supérieure à la valeur critique définie, les lésions de la rétine sont irréversibles.
Maintenant, vous pourriez penser que cela semble un peu effrayant, mais en réalité , c'est très sûr . S'il est vrai que certaines formes de rayonnement EM, comme les rayons ultraviolets et les rayons X, peuvent être nocives, l'infrarouge est le même type d'onde que celui utilisé par notre Soleil pour chauffer la Terre.
Le chauffage infrarouge est rentable avec des économies prouvées allant jusqu'à 60 % par rapport aux autres systèmes de chauffage conventionnels . Ils chauffent une pièce plus rapidement que les radiateurs ordinaires et n'ont donc pas besoin d'être allumés aussi longtemps. Il n’y a pas non plus de frais annuels de maintenance ou d’entretien.
Le transfert de chaleur par rayonnement est un processus par lequel des vagues de chaleur sont émises et peuvent être absorbées, réfléchies ou transmises à travers un corps plus froid . Le Soleil chauffe la Terre grâce aux ondes électromagnétiques. Les corps chauds émettent des vagues de chaleur.
Il existe trois modes essentiels de transferts de chaleur: la conduction, le rayonnement et la convection.
Le rayonnement est le troisième type de transfert de chaleur. Contrairement à la convection et à la conduction, aucune matière n'est nécessaire pour le rayonnement. Le rayonnement thermique est le transfert d'énergie par ondes électromagnétiques. Les ondes électromagnétiques transportent l'énergie à travers l'espace.
L'énergie infrarouge est transportée par rayonnement . C’est le moyen le plus efficace de transporter de l’énergie puisque vous n’en perdez aucune. L'infrarouge se situe juste sous la plage de la lumière visible, au-delà de l'extrémité « rouge » du spectre de la lumière visible.
L'énergie thermique à flamme dépend de combustibles fossiles (charbon, gaz ou pétrole), des éléments contenus dans le sous-sol de la Terre.
L'astrophysique nous apprend que le Soleil est un gigantesque réacteur nucléaire. En son cœur, la température est de 15 millions de degrés. A cette température ont lieu des réactions de fusion au cours desquelles, l'hydrogène est transformé en hélium en libérant de l'énergie.