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Chaleur sensible

On appelle chaleur sensible la quantité de chaleur qui est échangée, sans transition de phase physique, entre deux corps formant un système isolé.

Le qualificatif sensible se justifie par le fait que l'échange de chaleur, sans changement de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...), correspond à une variation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant...) du corps, laquelle peut être ressentie ou mesurée pour un observateur. En cela, la chaleur sensible (On appelle chaleur sensible la quantité de chaleur qui est échangée, sans transition de phase physique, entre deux corps formant un système isolé.) s'oppose à la chaleur latente (L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur nécessaire à l'unité de quantité de matière (mole) ou de masse (kg) d'un corps pour qu'il change d'état; cette transformation ayant lieu à...), qui, elle, ne se traduit pas par un changement de température, mais par un changement de phase (par exemple, dans des conditions normales, la température de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à température...) de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) (eau pure)est 0°C).

Relation calorimétrique

Mathématiquement, la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) sensible Q échangée par un corps qui passe d'une température T1 à une température T2 est donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un...) par la relation :

Q=m\, c\, (T_{2}-T_{1)}

m est la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la...) du corps (en kg) et c est la chaleur massique (La chaleur massique (symbole c ou s), qu'il convient d'appeler capacité thermique massique[1] est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un degré la température de l'unité de masse d'une substance.) de ce corps (en J.kg–1.K–1).

c est aussi appelée capacité thermique (La capacité thermique (ou capacité calorifique) d'un corps est une grandeur permettant de quantifier la possibilité qu'a un corps d'absorber ou restituer de l'énergie par échange thermique au...) massique ou encore chaleur spécifique qui correspond à l'apport de chaleur nécessaire pour élever la température de l'unité de masse de la substance de 1 Kelvin (Le kelvin (symbole K, du nom de Lord Kelvin) est l'unité SI de température thermodynamique. Par convention, les noms d'unité sont des noms communs et s'écrivent en minuscule (« kelvin » et non « Kelvin »).) (1 K) lors de la transformation considérée. Cette grandeur c est caractéristique d'une substance donnée.

Pour les échanges de chaleur en continu, le système fonctionne en régime stationnaire par rapport au temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), mais en régime transitoire par rapport à l'espace. Donc, pour le dimensionnement des échangeurs de chaleur, on utilise habituellement la moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres...) logarithmique des différences de températures (LMTD) telle que:

Q\, =\, K\, \star \, A\, \star \, LMTD

ou K est le coefficient (En mathématiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui dépend d'un certain objet, comme une variable (par exemple, les coefficients d'un polynôme), un espace vectoriel, une fonction de base et ainsi de suite....) global d'échange de chaleur (en W m–2K–1), A l'aire (en m2) et LMTD est la moyenne logarithmique des différences de température soit

LMTD=\frac{\Delta TS-\Delta TE}{ln(\frac{\Delta TS}{\Delta TE})}

avec: ?TE: la différence de température d'entrée des fluides et ?TS: la différence de température de sortie des fluides

Capacité thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents...) des solides

En première approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de précision et d'exactitude, de quelque chose, mais encore assez significative pour...), la capacité thermique des solides est décrite par la loi de Dulong et Petit

Capacité thermique des liquides

En première approximation, la capacité thermique des liquides est constante. Pour l'eau : c = 1 cal g–1 K–1 (= 4,18 J kg–1 K–1). de façon générale : 0,5 cal g–1 K–1 < c < 1,0 cal g–1 K–1

Notions liées

  • Calorie
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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