Capacité thermique massique et échauffement sans transition de phase
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Formule fondamentale : U = m c T = C T. • Unités : m en kg, c en Jkg^-1K^-1, T en K (ou ^C), U en J. • Capacité thermique globale : C = m c (en J/K). • À apport d'énergie égal, un corps de faible capacité thermique (métal) voit sa température augmenter beaucoup plus vite qu'un corps de forte capacité (eau).
Le cours
Variation d'énergie interne d'un système incompressible Pour un système incompressible et indilatable (solide ou liquide de masse volumique constante) ne changeant pas d'état physique, le volume reste constant (W = 0) : • La variation d'énergie interne U est directement proportionnelle à la variation de température T : U = m c T = m c (T_f - T_i) • Dans cette relation : - m est la masse du système en kilogrammes (kg). - c est la capacité thermique massique du matériau en Jkg^-1K^-1 (ou Jkg^-1^C^-1). - T = T_f - T_i est la variation de température. • La capacité thermique globale du système est notée C = m c (en JK^-1). • L'eau liquide possède une capacité thermique massique exceptionnellement élevée : c_eau 4185 Jkg^-1K^-1 4,18 kJkg^-1^C^-1 ce qui confère à l'eau un rôle fondamental de régulateur thermique pour le climat et les organismes vivants.
Dans ce chapitre
- Échelles de température Celsius et Kelvin
- Changements d'état et énergie massique de changement d'état
- Frontières d'un système thermodynamique
- Énergie interne et énergie totale d'un système
- Premier principe de la thermodynamique
- Capacité thermique massique et échauffement sans transition de phase
- Les trois modes de transfert thermique
- Flux thermique et puissance transférée
- Résistance thermique de conduction d'une paroi plane
- Loi thermique de conduction et analogie électrique
- Bilan d'énergie et loi de refroidissement de Newton
- Équation différentielle de l'évolution de la température
- Temps caractéristique de relaxation thermique et réponse indicielle
- Bilan : Synthèse et méthode sur la thermodynamique et les transferts thermiques