Par Lee Johnson
Mis à jour le 30 août 2022

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TL;DR

Utilisez la formule Q =mcΔT pour calculer la chaleur absorbée.

• Q =chaleur absorbée (J)
• m =masse de la substance (kg)
• c =capacité thermique spécifique (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =changement de température (°C)

Fondations thermodynamiques

La première loi de la thermodynamique stipule que la variation de l’énergie interne d’un système est égale à la chaleur qui y est ajoutée plus le travail qui y est effectué. La chaleur est une forme de transfert d'énergie qui se produit uniquement entre des corps à des températures différentes; il coule spontanément du chaud au froid. Comprendre ces principes est essentiel pour des calculs thermiques précis.

Capacité thermique spécifique

Capacité thermique spécifique, notée c , quantifie la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température de 1 kg d'un matériau de 1°C. Les valeurs typiques incluent :

• Eau :4 181 Jkg⁻¹°C⁻¹
• Plomb :128 Jkg⁻¹°C⁻¹

Un c plus élevé signifie que le matériau nécessite plus d'énergie pour changer de température.

Calcul de l'absorption de chaleur

Appliquer la relation simple Q =mcΔT . Déterminez d'abord le changement de température :ΔT =T_final – T_initial.

Exemple :Faire monter 2kg d'eau de 10°C à 50°C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2 kg × 4 181 Jkg⁻¹°C⁻¹ × 40 °C =334 480 J (≈334,5 kJ)

Ainsi, environ 334,5 kJ de chaleur sont nécessaires.

Cohérence et conversion des unités

Les capacités thermiques spécifiques peuvent apparaître dans des unités alternatives :joules par gramme par °C, calories par gramme par °C ou joules par mole par °C. Gardez les unités cohérentes tout au long du calcul. Par exemple, si c est donné en Jg⁻¹°C⁻¹, utiliser la masse en grammes ; si c'est en Jmol⁻¹°C⁻¹, exprimez la masse en taupes. Les différences de température mesurées en Kelvin sont numériquement identiques aux différences en Celsius, donc ΔT peut être utilisé directement.

Lors de la conversion entre les unités d'énergie, n'oubliez pas :1calorie =4,184J.