Définition de la capacité thermique spécifique
La capacité thermique spécifique est la quantité de chaleurénergie nécessaire pour élever le Température d'une substance par unité de Masse. La capacité thermique spécifique d'un matériau est une propriété physique. C'est également un exemple de propriété étendue car sa valeur est proportionnelle à la taille du système examiné.
Points clés à retenir: Capacité thermique spécifique
- La capacité thermique spécifique est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température par unité de masse.
- Habituellement, c'est la chaleur en Joules nécessaire pour élever la température de 1 gramme d'échantillon 1 Kelvin ou 1 degré Celsius.
- L'eau a une capacité thermique spécifique extrêmement élevée, ce qui la rend bonne pour la régulation de la température.
DansSI unités, la capacité thermique spécifique (symbole: c) est la quantité de chaleur joules requis pour soulever 1 gramme d'une substance 1 Kelvin. Il peut également être exprimé en J / kg · K. La capacité thermique spécifique peut également être indiquée en unités de calories par gramme degré Celsius. Les valeurs associées sont la capacité calorifique molaire, exprimée en J / mol · K, et la capacité calorifique volumétrique, exprimée en J / m
3· K.La capacité thermique est définie comme le rapport entre la quantité d'énergie transférée à un matériau et le changement de température produit:
C = Q / ΔT
où C est la capacité thermique, Q est l'énergie (généralement exprimée en joules) et ΔT est le changement de température (généralement en degrés Celsius ou en Kelvin). Alternativement, l'équation peut être écrite:
Q = CmΔT
La chaleur spécifique et la capacité thermique sont liées en masse:
C = m * S
Où C est la capacité thermique, m est la masse d'un matériau et S est la chaleur spécifique. Notez que la chaleur spécifique étant par unité de masse, sa valeur ne change pas, quelle que soit la taille de l'échantillon. Ainsi, la chaleur spécifique d'un gallon d'eau est la même que la chaleur spécifique d'une goutte d'eau.
Il est important de noter la relation entre la chaleur ajoutée, la chaleur spécifique, la masse et le changement de température ne s'applique pas lors d'un changement de phase. La raison en est que la chaleur ajoutée ou retirée lors d'un changement de phase ne modifie pas la température.
Aussi connu sous le nom: chaleur spécifique, chaleur spécifique à la masse, capacité thermique
L'eau a une capacité thermique spécifique de 4,18 J (ou 1 calorie / gramme ° C). C'est une valeur beaucoup plus élevée que celle de la plupart des autres substances, ce qui rend l'eau exceptionnellement bonne à réguler la température. En revanche, le cuivre a une capacité thermique spécifique de 0,39 J.
Tableau des chaleurs et des capacités thermiques spécifiques communes
Ce tableau des valeurs de chaleur et de capacité calorifique spécifiques devrait vous aider à mieux comprendre les types de matériaux qui conduisent facilement la chaleur par rapport à ceux qui ne le font pas. Comme vous pouvez vous y attendre, les métaux ont des chaleurs spécifiques relativement faibles.
| Matériel | Chaleur spécifique (J / g ° C) |
Capacité thermique (J / ° C pour 100 g) |
| or | 0.129 | 12.9 |
| Mercure | 0.140 | 14.0 |
| cuivre | 0.385 | 38.5 |
| le fer | 0.450 | 45.0 |
| sel (Nacl) | 0.864 | 86.4 |
| aluminium | 0.902 | 90.2 |
| air | 1.01 | 101 |
| la glace | 2.03 | 203 |
| l'eau | 4.179 | 417.9 |
Sources
- Halliday, David; Resnick, Robert (2013). Fondements de la physique. Wiley. p. 524.
- Kittel, Charles (2005). Introduction à la physique du solide (8e éd.). Hoboken, New Jersey, États-Unis: John Wiley & Sons. p. 141. ISBN 0-471-41526-X.
- Laider, Keith J. (1993). Le monde de la chimie physique. Oxford University Press. ISBN 0-19-855919-4.
- inutilisé A. Cengel et Michael A. Boles (2010). Thermodynamique: une approche d'ingénierie (7e édition). McGraw-Hill. ISBN 007-352932-X.