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« Introduction à la thermodynamique/Chaleur » : différence entre les versions

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Ligne 12 :
== Chaleur massique ==
 
''Question'' : D'après vous, tous les corps ont-ils besoin de la même quantité d'énergie pour élever de 1 °C 1kg1 kg de matière ?
 
{{BDdebut|titre=Réponse}}
Ligne 22 :
 
{{Propriété|contenu=
La '''chaleur massique''' est la quantité de chaleur ou d'énergie qu'il faut fournir à un corps pour élever une masse de 1kg1 kg de 1 °C.
 
''Unité'' : '''J/kg.°C''' (Joule / kilogramme . degrés Celsius) et elle est notée '''Cp'''▼
 
▲''Unité'' : '''J/kg.°C''' (Joulejoule / kilogramme . degrés Celsius) et elle est notée '''Cp'''
 
À noter que pour un même corps, la valeur de la chaleur massique change avec la température :
:Voici la courbe représentative de la chaleur massique de l'eau : Cp = f(T) :
[[Fichier:Courbe chaleur massique eau.png|center|400px]]}}
 
''Remarque'' : pour l'eau , entre 0 °C et 100 °C, on considèrera qu'il faut 4,18 kJ/kg.°C (quasiment constant)
 
Au delà, il faudra faire la moyenne entre la valeur du Cp à la température initiale et la valeur du Cp à la température finale (le Cp moyen est notée <math>\scriptstyle \overline {Cp}</math>).▼
 
▲Au -delà, il faudra faire la moyenne entre la valeur du Cp à la température initiale et la valeur du Cp à la température finale (le Cp moyen est notée <math>\scriptstyle \overline {Cp}</math>).
 
=== Exercices Résolus ===
 
1. Quel est le <math>\scriptstyle \overline {Cp}</math> lorsque l'on veut élever la température de l'eau de 180 °C à 240 °C ?
 
{{BDdebut|titre=Solution question 1}}
 
* On cherche grâce à l'abaque Cp=f(T), la valeur du Cp à 180 °C et la valeur du Cp à 240 °C (il est conseillé de travailler avec les kJ (kiloJouleskilojoules) pour éviter d'encombrer les formules. On veillera donc à utiliser le kJ pour l'unité du résultat) :
 
:<math>\overline {Cp} = \frac {Cp_{180} + Cp_{240}}{2} = \frac {4,39 + 4,76}{2} = \frac {9,15}{2} = 4,575\,kJ/kg.^\circ C</math> kJ/kg.°C
 
{{BDfin}}
 
 
2. Quel est le <math>\scriptstyle \overline {Cp}</math> lorsque l'on veut élever la température de l'eau de 30 °C à 180 °C ?
 
{{BDdebut|titre=Solution question 2}}
 
* Dans ce cas, il faut décomposer le calcul en deux parties :
:* le <math>\overline {Cp_2Cp_1}</math> de 10030 °C à 180100 °C, qui est de 4,28518 kJ/kg.°C :▼
 
:* le <math>\overline {Cp_1Cp_2}</math> de 30100 °C à 100180 °C, qui est de 4,18285 kJ/kg.°C :
::<math>\overline {Cp_2} = \frac {Cp_{100} + Cp_{180}}{2} = \frac {4,18 + 4,39}{2} = \frac {8,57}{2} = 4,285\,kJ/kg.^\circ C</math> kJ/kg.°C▼
 
▲:* le <math>\overline {Cp_2}</math> de 100°C à 180°C, qui est de 4,285 kJ/kg.°C :
 
▲::<math>\overline {Cp_2} = \frac {Cp_{100} + Cp_{180}}{2} = \frac {4,18 + 4,39}{2} = \frac {8,57}{2} = 4,285 </math> kJ/kg.°C
 
{{BDfin}}
 
 
== Quantité de chaleur ==
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La '''quantité de chaleur''' est la chaleur nécessaire pour porter la température d'un corps de la température t1 à t2 (en °C).
 
L'unité est le '''Joulejoule''' et est notée : '''Q'''
 
''Remarque'' : Lala chaleur étant une forme d'énergie, on parlera aussi d'énergie (E).}}
 
''Question'' : Dd'après vous, si l'on veut calculer la quantité d'énergie fournie pour élever le température d'un corps, de quels paramètres a -t-on besoin ?
 
{{BDdebut|titre=Réponse}}
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* '''La masse du corps''' :
::Prenez par exemple une casserole d'eau et une marmite d'eau. Chauffez, et vous verezverrez que l'eau de la casserole sera chaude bien avant la marmite.
 
* '''La température initiale''' et '''la température finale''' :
::Je ne vous apprends pas qu'il ne faut pas la même quantité d'énergie pour élever de l'eau de 25 °C à 30 °C que de 0 °C à 300 °C.
 
* '''La chaleur massique de ce corps''' :
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