Calculateur de capacité thermique massique

Ce calculateur de capacité thermique massique se révèle être un précieux instrument pour évaluer la capacité thermique 🇺🇸 d'un échantillon chauffé ou refroidi. La chaleur thermique massique représente la quantité d'énergie thermique nécessaire pour augmenter la température d'un échantillon pesant 1 kg de 1 K. Pour une utilisation correcte de la formule de chaleur thermique massique et l'obtention de résultats fiables, poursuivez votre lecture.

Vous êtes plutôt du genre à regarder une vidéo que de lire ? Apprenez tout ce dont vous avez besoin en 90 secondes grâce à cette vidéo spécialement conçue pour vous :

1. Commencez par déterminer si vous souhaitez apporter de l'énergie thermique à l'échantillon (le réchauffer) ou en retirer (le refroidir).

2. Entrez la quantité d'énergie fournie en tant que valeur positive. Pour le refroidissement de l'échantillon, indiquez l'énergie soustraite comme une valeur négative. Par exemple, si vous souhaitez diminuer l'énergie thermique de l'échantillon de 63 000 J, notez cela comme $Q = -63\, 000 \ \text{J}$.

3. Établissez la différence de température entre l'état initial et final de l'échantillon, et saisissez cette valeur dans le calculateur de capacité thermique massique. Si l'échantillon se refroidit, la différence sera négative ; s'il se réchauffe, elle sera positive. Imaginons que vous souhaitez refroidir l'échantillon de 3 degrés, alors $\Delta T = -3 \ \text{K}$. Vous pouvez également cocher la case Afficher les températures initiales et finales pour saisir manuellement les valeurs initiales et finales de la température.

4. Déterminez la masse de l'échantillon, supposons $m = 5 \ \text{kg}$.

5. Calculez la capacité thermique massique avec la formule $c = \frac{Q}{m \Delta T}$. Dans notre exemple, cela équivaudra à :

   $c = \mathrm{\dfrac{-63\, 000 \ J}{5 \ kg \times -3 \ K}} = \mathrm{4\, 200 \ \dfrac{J}{kg \times K}}$

   Cette valeur correspond à la capacité thermique massique de l'eau.

La formule de la capacité thermique massique est la suivante :

• $Q$ – la quantité de chaleur fournie ou soustraite (en joules)
• $m$ – la masse de l'échantillon
• $\Delta \ T$ – la différence entre les températures initiale et finale

La capacité thermique est mesurée en J⋅kg^-1⋅K^-1.

Vous n'avez pas besoin d'utiliser le calculateur de capacité thermique massique pour la plupart des substances courantes. Les valeurs de capacité thermique de certaines des substances les plus courantes sont indiquées ci-dessous.

• Glace : $\mathrm{2\,100 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Eau : $\mathrm{4\,200 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Vapeur d'eau : $\mathrm{2\,000 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Basalte : $\mathrm{840 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Granit : $\mathrm{790 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Aluminium : $\mathrm{890 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Fer : $\mathrm{450 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Cuivre : $\mathrm{380 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$
• Plomb : $\mathrm{130 \ {J\!} \cdot {kg^{-1}}\! \cdot {K ^{-1}}}$

Avec ces données en main, vous avez également la possibilité de calculer la quantité d'énergie requise pour augmenter ou diminuer la température d'un échantillon. Par exemple, vous pourriez vérifier la quantité de chaleur nécessaire pour porter une casserole d'eau à ébullition pour cuire des pâtes. Pour une démarche plus pratique, vous pouvez utiliser le calculateur de chauffage de l'eau, où toutes ces informations ont déjà été prises en compte.

Vous vous demandez ce que ce résultat implique réellement ? Mettez-le à l'épreuve avec notre calculateur d'énergie potentielle pour déterminer quelle température vous pourriez atteindre en utilisant cette quantité d'énergie.

Si vous souhaitez aller plus loin dans votre exploration, découvrez également la vitesse à laquelle l'échantillon pourrait se déplacer grâce à notre calculateur d'énergie cinétique.