La température est une mesure de l’énergie cinétique de translation moyenne des molécules d’un système. La chaleur est couramment exprimée dans l’une ou l’autre de deux unités : la calorie, une ancienne unité métrique, et l’unité thermique britannique (Btu), une unité anglaise couramment utilisée aux États-Unis. Les scientifiques expriment la chaleur en termes de joule, une unité utilisée pour toutes les formes d’énergie.
Lorsque la chaleur est ajoutée à une substance à l’état solide, les molécules de la substance gagnent de l’énergie cinétique et la température de la substance augmente. La quantité de chaleur nécessaire pour élever une unité de masse de la substance d’un degré de température est appelée la chaleur spécifique de la substance. En raison de la manière dont la calorie et le Btu sont définis, la chaleur spécifique de toute substance est la même dans les deux systèmes de mesure. Par exemple, la chaleur spécifique de l’eau est de 1 calorie par gramme par degré Celsius ; c’est-à-dire qu’il faut 1 calorie de chaleur pour élever la température de 1 gramme d’eau de 1 degré Celsius ; elle est aussi de 1 Btu par livre par degré Fahrenheit.
Lorsqu’un solide atteint une certaine température, il se transforme en liquide. Cette température est une propriété particulière de la substance et s’appelle son point de fusion. Pendant que la transition solide-liquide a lieu, il n’y a pas de changement de température. Toute la chaleur ajoutée est convertie en énergie potentielle interne associée à l’état liquide. La quantité de chaleur nécessaire pour faire passer une unité de masse d’une substance de l’état solide à l’état liquide est appelée chaleur de fusion, ou chaleur latente de fusion, de la substance. Comme la chaleur spécifique, la chaleur latente est également une propriété de la substance en question. La chaleur latente de fusion pour la transition de la glace à l’eau est de 80 calories par gramme.
Après qu’une substance soit complètement changée d’un solide à un liquide, un nouvel ajout de chaleur fait à nouveau augmenter la température jusqu’à ce qu’elle atteigne le point d’ébullition, la température particulière à laquelle la substance donnée passe d’un liquide à un gaz. Pendant la transition liquide-gaz, la température reste constante jusqu’à ce que le changement soit terminé. La chaleur de vaporisation, ou chaleur latente de vaporisation, est la chaleur qui doit être ajoutée pour convertir une unité de masse de la substance d’un liquide à un gaz.
- Introduction
- Mesures de la chaleur
- Transfert de la chaleur
- Étude et analyse de la chaleur
- Bibliographie
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