Le froid n’existe pas. Mais comment est-ce possible si, surtout en hiver, nous l’entendons clairement ? La vérité est que le froid n’est pas une entité physique, ce n’est pas quelque chose qui bouge et qui nous envahit. Bref, le froid n’est pas un phénomène actif et direct, mais un sensation corporelle qui, d’un point de vue purement physique, est associée à des grandeurs mesurables telles que température Et chaleur.
Commençons par la notion de température d’un corps. Comme nous le savons, la matière est constituée de particules – atomes, molécules – et celles-ci particules ils vibrent et bougent continuellement : c’est-à-dire qu’ils ont une certaine énergie cinétique. Ici, la température est une mesure macroscopique de l’énergie cinétique moyenne que possèdent les particules à l’échelle microscopique : plus elles bougent et tremblent, plus la température est élevée, et donc on dit que ce corps est « chaud » ; moins ils s’agitent, plus la température corporelle sera basse, que l’on définit donc comme « froide ».
Le chaud et le froid sont donc des concepts liés à notre sensation corporelle et sont toujours relatifs aux autres corps, tandis que la température est une quantité quantitative qui n’a pas besoin d’être liée à autre chose. C’est une discussion similaire à couleur: les couleurs n’existent pas, ce sont des perceptions de notre corps associées à une quantité mesurable qui est la longueur d’onde de la lumière qui entre dans notre œil.
Désormais, l’énergie thermique – c’est-à-dire l’énergie cinétique moyenne des particules, associée à la température – peut être transférée d’un corps à un autre. Mais comment ? Par exemple, considérons un verre d’eau dans lequel de la glace est placée. De toute évidence, la température de l’eau est plus élevée que celle de la glace, ce qui, d’après ce que nous avons dit, signifie que les particules présentes dans l’eau s’agitent et se déplacent plus rapidement que celles contenues dans la glace. Lorsque les molécules d’eau entrent en collision avec des molécules de glace, celles-ci ont tendance à « les faire bouger », c’est-à-dire à les secouer ! En termes scientifiques, les molécules les plus agitées sont transférer une partie de son énergie aux molécules les moins agitées. Ici, ce transfert d’énergie thermique est appelé en physique chaleur: le corps avec une température plus élevée transmet de l’énergie, c’est-à-dire de la chaleur, au corps avec une température plus basse.
Dans la nature – vous l’aurez remarqué – la chaleur se transfère spontanément des corps à une température plus élevée vers des corps à une température plus bassealors que l’inverse ne se produit que s’il y a une intervention extérieure (le réfrigérateur, par exemple, a besoin d’un moteur et donc d’une injection d’énergie de l’extérieur). Pour revenir à notre exemple du verre d’eau, dès que nous insérons de la glace dans l’eau, l’eau transmettra de la chaleur à la glace. L’eau ne refroidit donc pas parce que la glace lui « transmet le froid », mais plutôt parce qu’elle l’eau perd de la chaleuret c’est pour ça qu’il fait froid ! Ce fait est si général et universel qu’il se ramène à un principe physique : le deuxième loi de la thermodynamique.
Pour donner un autre exemple, lorsque ouvrons la fenêtre d’hiver nous avons froid. Selon les sensations que nous éprouvons dans notre corps, il peut nous sembler intuitivement qu’il existe cette entité appelée « froid » à l’extérieur qui entre dans la maison par la fenêtre, mais en réalité, c’est le contraire qui se produit. Il n’y a pas de « force froide » qui se transmet de l’extérieur à notre chambre : nous avons froid à cause de l’environnement. à l’intérieur de la maison – qui a une température plus élevée – est dégageant de la chaleur à l’air plus froid qui entre, abaissant ainsi la température de la pièce.
En bref, « avoir froid » signifie essentiellement que le flux de chaleur sortant de notre corps augmente parce que nous sommes en contact avec quelque chose qui veut faire baisser notre température. Cependant, lorsque nous avons chaud, c’est le contraire qui se produit : et la chaleur, comme le froid, n’existe pas dans le monde physique mais n’est qu’une sensation corporelle. Et si vous voulez des preuves concrètes de la différence entre température et sensation physique froid/chaud, voici une petite expérience qui va vous faire réfléchir !