Chaleur massique et capacité thermique massique

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Formule : Q = m c (T_f - T_i) • Q en J, m en kg, c en Jkg^-1K^-1. • Les températures initiale T_i et finale T_f peuvent être en K ou en ^C, tant que ce sont les mêmes unités. • L'eau liquide possède une grande capacité thermique : c_eau 4\,180 Jkg^-1K^-1.

Le cours

Capacité thermique massique La capacité thermique massique (ou chaleur massique) c d'un matériau représente l'énergie thermique qu'il faut fournir à 1 kg de ce matériau pour élever sa température de 1^C (ou 1 K). Pour un solide ou un liquide incompressible ne subissant pas de changement d'état, l'énergie thermique Q échangée est proportionnelle à la masse et à la variation de température : Q = m c T = m c (T_f - T_i) Valeurs usuelles de c (en Jkg^-1K^-1) Eau liquide : 4\,180 ; huile : environ 2\,000 ; air : environ 1\,000 ; aluminium : environ 900 ; fer : environ 450 ; cuivre : 385. Plus c est grand, plus il faut d'énergie pour échauffer le matériau : à masse égale et pour le même apport d'énergie, l'eau s'échauffe environ dix fois moins que le cuivre. Le produit C = m c (en JK^-1) est la capacité thermique de l'objet entier. Méthode 1. Convertir la masse en kg et l'énergie en J. 2. Calculer T = T_f - T_i (même résultat en ^C ou en K). 3. Appliquer Q = m c T ou l'isoler : c = Q/m\, T, T = Q/m\,c. 4. Interpréter le signe : Q > 0, le corps reçoit de l'énergie ; Q Mini-exemple : élever de 1^C la température d'un litre d'eau (1\ kg) demande 4\,180\ J, soit environ 4,2\ kJ.

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