Séance de cours

Propriétés thermiques, capacité calorifique

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Description

Cette séance de cours couvre les propriétés thermiques des matériaux, y compris comment ils réagissent à la chaleur et au froid, comment ils transmettent et stockent l'énergie thermique, et le concept de capacité thermique par rapport à la température. L'instructeur explique l'influence de la structure matérielle sur le stockage d'énergie thermique, en se concentrant sur le stockage d'énergie vibratoire dans les atomes et la relation entre la température et les modes vibratoires. La séance de cours traite également de la variation de la capacité thermique avec la température, atteignant une valeur maximale avant de diminuer à zéro que tous les degrés de liberté vibratoires sont activés. L'instructeur pose une question sur le comportement de la capacité thermique à basse température, invitant les étudiants à explorer davantage les principes de la thermodynamique.

Source officielle

Concepts associés (24)

Chaleur (thermodynamique)

vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.

Capacité thermique

La capacité thermique (anciennement capacité calorifique) d'un corps est une grandeur qui mesure la chaleur qu'il faut lui transférer pour augmenter sa température d'un kelvin. Inversement, elle permet de quantifier la possibilité qu'a ce corps d'absorber ou de restituer de la chaleur au cours d'une transformation pendant laquelle sa température varie. Elle s'exprime en joules par kelvin (). C'est une grandeur extensive : plus la quantité de matière est importante, plus la capacité thermique est grande.

Capacité thermique massique

La capacité thermique massique (symbole usuel c), anciennement appelée chaleur massique ou chaleur spécifique, est la capacité thermique d'un matériau rapportée à sa masse. C'est une grandeur qui reflète la capacité d'un matériau à accumuler de l'énergie sous forme thermique, pour une masse donnée, quand sa température augmente. Une grande capacité thermique signifie qu'une grande quantité d'énergie peut être stockée, moyennant une augmentation relativement faible de la température.

Température

La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique).

Indice adiabatique

En thermodynamique, l'indice adiabatique d'un gaz (corps pur ou mélange), aussi appelé coefficient adiabatique, exposant adiabatique ou coefficient de Laplace, noté , est défini comme le rapport de ses capacités thermiques à pression constante (isobare) et à volume constant (isochore) : Le coefficient de Laplace se définit également à partir des capacités thermiques molaires et si la transformation concerne moles de gaz, ou des capacités thermiques massiques (ou spécifiques) et si la transformation concerne

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Propriétés thermiques : chaleur spécifique et magnétisation

Couvre les propriétés thermiques des matériaux, en se concentrant sur la chaleur spécifique et l'aimantation.

Chaleur spécifique et chaleur latente dans les états de matière

Explore l'échange thermique, la chaleur spécifique et la chaleur latente dans différents matériaux et transitions de phase.

Modes vibratoires dans les cristaux

Explore les modes vibratoires dans les cristaux, en discutant des modèles de Debye et Einstein et de leur comportement dépendant de la température.

Propriétés thermiques et diffusion

Explore les propriétés thermiques, la diffusion et les effets de température sur les matériaux pour prévenir les problèmes et les accidents.

Calorimétrie : principes et applications en thermodynamique

Discute des principes de la calorimétrie, y compris le transfert de chaleur, les coefficients calorimétriques et leurs applications en thermodynamique.

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Capacité thermique

Capacité thermique massique

Température

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