Objectifs d’Apprentissage
- Calculer la variation de température d’une substance, compte tenu de sa capacité de chaleur et l’énergie utilisée pour chauffer
les Points Clés
- capacité Thermique est le ratio de la quantité d’énergie thermique transférée d’un objet à l’augmentation de sa température.,
- la capacité thermique Molaire est une mesure de la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’une mole d’une substance pure par un degré K.
- capacité thermique Spécifique est une mesure de la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’un gramme d’une substance pure par un degré K.
Conditions
- la chaleur capacityThe capacité d’une substance à absorber la chaleur, de l’énergie, de la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’un grain de beauté ou d’gramme d’une substance par un degré Celsius, sans changement de phase.,
- capacité thermique spécifiquela quantité de chaleur qui doit être ajoutée ou retirée d’une masse unitaire d’une substance pour changer sa température d’un Kelvin.
Capacité thermique
La capacité thermique est une propriété physique intrinsèque d’une substance qui mesure la quantité de chaleur nécessaire pour modifier la température de cette substance d’une quantité donnée. Dans le Système international d’unités (SI), la capacité thermique est exprimée en unités de joules par kelvin (J\bullet K^{-1}). La capacité thermique est une propriété étendue, ce qui signifie qu’elle dépend de la taille/masse de l’échantillon., Par exemple, un échantillon contenant deux fois plus de substance qu’un autre échantillon nécessiterait deux fois plus d’énergie thermique (Q) pour obtenir le même changement de température (\Delta T) que celui requis pour changer la température du premier échantillon.
Capacités calorifiques molaires et spécifiques
Il existe deux grandeurs dérivées qui spécifient la capacité calorifique en tant que propriété intensive (c’est-à-dire indépendante de la taille d’un échantillon) d’une substance. Ils sont:
- la capacité calorifique molaire, qui est la capacité calorifique par mole d’une substance pure., La capacité thermique molaire est souvent désignée CP, pour désigner la capacité thermique dans des conditions de pression constante, ainsi que CV, pour désigner la capacité thermique dans des conditions de volume constant. Les unités de capacité thermique molaire sont \frac{J} {K \ bullet mol}.
- la capacité thermique spécifique, souvent appelé simplement la chaleur spécifique, qui est la capacité thermique par unité de masse d’une substance pure. Ceci est désigné cP et cV et ses unités sont données dans \ frac{J} {g\bullet K}.,
Chaleur, Enthalpie et température
Étant donné la capacité calorifique molaire ou la chaleur spécifique pour une substance pure, il est possible de calculer la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter / abaisser la température de cette substance d’une quantité donnée. Les deux formules suivantes s’appliquent:
q=mc_p\Delta T
q=nC_P\Delta T
Dans ces équations, m est la masse de la substance en grammes (utilisée pour le calcul avec la chaleur spécifique) et n est le nombre de moles de la substance (utilisée pour le calcul avec la capacité calorifique molaire).,
Exemple
On nous donne la capacité calorifique molaire de l’eau, nous devons donc convertir la masse d’eau donnée en moles:
\text{36 grammes}\times \frac{\text{1 mol }H_2O}{\text{18 g}}=\text{2.0 mol }H_2O
Maintenant, nous pouvons brancher nos valeurs dans la formule qui> q=nC_P\Delta T
q=(2.0\;\text{mol})\left(75.,2\;\frac{J}{mol\bullet K}\right)(10\;K)
q=1504\;J