Chaleur sensible

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche

La chaleur sensible est la quantité de chaleur qui est échangée, sans transition de phase physique, entre plusieurs corps formant un système isolé. Elle est qualifiée de « sensible » parce que cet transfert thermique sans changement de phase change la température du corps, effet qui peut être ressenti ou mesuré par un observateur. En cela, la chaleur sensible s'oppose à la « chaleur latente », qui, elle, est absorbée lors d'un changement de phase, sans changement de température.

Relation calorimétrique[modifier | modifier le code]

Mathématiquement, la chaleur sensible Q échangée par un corps qui passe d'une température T1 à une température T2 est donnée par la relation :

Q est la chaleur sensible (en J), m est la masse du corps (en kg), c est la chaleur massique de ce corps (en J kg−1 K−1), T1 et T2 sont les températures initiales et finales du corps (en K).

c est aussi appelée capacité thermique 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 (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, mais en régime transitoire par rapport à l'espace. Donc, pour le dimensionnement des échangeurs de chaleur, on utilise habituellement la moyenne logarithmique des différences de températures (LMTD) telle que :

où :

  • K est le coefficient global d'échange de chaleur (en W m−2 K−1)
  • A est l'aire (en m2)
  • P est la puissance thermique (en AAA, donc en J), avec : P = Q / t (t en secondes)
  • LMTD est la moyenne logarithmique des différences de température soit :

avec:

  • ∆TE: la différence de température d'entrée des fluides et (valable qu'à contre courant)
  • ∆TS: la différence de température de sortie des fluides (valable qu'à contre courant)

Capacité thermique des solides[modifier | modifier le code]

En première approximation, la capacité thermique des solides est décrite par la loi de Dulong et Petit.

Capacité thermique des liquides[modifier | modifier le code]

En première approximation, la capacité thermique des liquides est constante.

Pour l'eau : c = 1 cal g−1 K−1 (= 4,18 J g−1 K−1).

De façon générale : 0,5 cal g−1 K−1 < c < 1,0 cal g−1 K−1

Notions liées[modifier | modifier le code]