CHALEUR

-chaleur

Chaleur est synonyme d’énergie calorifique (ou thermique)-

On voit souvent l’expression "quantité de chaleur", ce qui ne veut rien dire de plus que "chaleur"

La chaleur est issue de 4 sources (qui sont toutes des chocs interparticulaires):

-mécanique, grâce à l’échange d’énergie cinétique des atomes de corps (frottements, conduction)

-chimique, grâce à la combustion (échange de particules entre divers corps)

-électrique, grâce à la résistance des atomes d’un conducteur, s’opposant au courant (effet Joule, convection)

-de rayonnement électromagnétique, par action des rayons heurtant les particules constitutives d’un corps

 

Equation aux dimensions  :L2.M.T-2       Symbole Eq       Unité S.I.+ : le Joule (J)

Relations avec d'autres unités :

1 tonne d’équivalent charbon (T.e.c)            vaut 2,7 .1016 J.

1 tonne d’équivalent gaz naturel                  vaut 4,2 .1014 J.

1 tonne d’équivalent pétrole (T.e.p)             vaut 4,2 .1010 J.

1 thermie (th)                                               vaut 4,185.106 J.

1 kilowatt-heure (kwh)                                 vaut 3,600.106 J.

1 kilocalorie (kcal)                                       vaut 4,185.103 J

1 grande Calorie (Cal)                                vaut 4,185.103 J.

1 (kilo)frigorie (fg)                                       vaut -4,185.103 J.

1 British thermal unit (B.T.U)                      vaut 1,055.103 J.

1 (petite)calorie (cal)--terme désuet--         valait 4,185. J.

1 Gigaélectronvolt (GeV)                            vaut 1,602.10-1 J.

Toutes les notions dont l’expression commence par le mot "chaleur "sont des énergies (thermiques, dont souvent des enthalpies) >>> comme  chaleur de combustion, chaleur de vaporisation, chaleur de fusion, etc...indiquant l'énergie calorifique développée -ou réclamée pour changer d'état- dans une combustion, une vaporisation, une fusion, etc..

C'est par exemple la chaleur Eq = c'.m.T  produite par l'élévation de température T d'une masse m d'un corps ayant une capacité thermique massique(c')

 

ÉQUATION de la CHALEUR

δT/δt = nt[δ²T / δx² + δ²T / δy² + δ²T / δz²]

avec T(K)= température absolue

x, y, z(m) et t(s)= coordonnées spatio-temporelles

nt(m²/s)= coefficient de diffusivité

nest par ailleurs égal à (c*.V / C) où c*(W/m-K)= résistance linéique thermique

C(J/K)= capacité thermique et V(m3)= volume

On peut aussi écrire l'équation générale de la chaleur, sous la forme :

dT / dt = ntT + P* / ρ'.c'

où T(K)= température absolue

t(s)= temps

nt(m²/s)= constante de diffusion thermique

Δ(m-2)= Laplacien

P*(W/m3)= puissance volumique (production instantanée volumique de chaleur)

ρ'(kg/m3)= masse volumique du matériau

c'(J/kg-K)= capacité thermique massique

 

GRANDEURS DERIVEES de la CHALEUR

 

-chaleur (énergie thermique) instantanée  voir puissance calorifique

-chaleur (énergie thermique) surfacique ou densité superficielle de chaleur  

c’est l’énergie absorbée, ou transmise (irradiation thermique), ou reçue dans une surface donnée >> W ‘= E / S  la surface S(m²) , l’énergie E(J)    voir chapitre spécial

-chaleur (énergie thermique) surfacique spatiale

C’est une énergie spatiale, ramenée à une surface donnée .C'est synonyme de Fluence énergétique

S' = A* / S      A* (J/sr)= énergie spatiale émise par sa surface S(m²)

-chaleur (énergie thermique) massique

voir chaleur massique avec pouvoir calorifique massique

voir aussi enthalpie massique(q’H)

-chaleur (énergie thermique) molaire

C’est une chaleur ramenée à une quantité de matière

E* = E / q   E(J)= énergie calorifique et q(mol) quantité de matière

-chaleur molaire de combustion

Energie calorifique produite (à conditions T.P.N) par la combustion de la mole q d’un corps E*= E/ q

-densité superficielle d'énergie molaire E(J)= énergie globale des particules impliquées dans la quantité de matière q passant dans la surface S(m2)

-chaleur (énergie thermique) volumique  ou Densité volumique de quantité de chaleur

pv = E/ V     énergie thermique Et(J) contenue dans volume V(m3)

et aussi dpv / dt = div.p*t

où pv(J/m3)= densité volumique de chaleur(énergie volumique)

p*(W/m2)= densité surfacique de flux de chaleur

t(s)= temps

   Copyright Formules-physique ©