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Mode d’emploi
Le calculateur utilise Q=m·c·ΔT pour déterminer Q, la masse m, la capacité thermique massique c ou l’écart de température ΔT. Q ou ΔT peuvent être négatifs pour un refroidissement, tandis que m et c restent positifs.
- Choisissez la grandeur à calculer.
- Saisissez les trois autres et les unités.
- Calculez la grandeur inconnue.
Comment le calcul est effectué
Exemple
Exemple : chauffer 1kg d’eau de 20°C à 100°C avec c=4186 J/(kg·K) donne ΔT=80K et Q=334880J.
Remarques importantes
Q=mcΔT décrit la chaleur sensible sans changement d’état. Fusion, ébullition ou condensation exigent la chaleur latente, et c peut varier avec la matière et la température.
Exemples résolus et interprétation
Supposons une capacité thermique massique de 500 J/(kg·K), une masse de 2 kg et une hausse de 10 K. L’énergie nécessaire vaut 10000 J si la phase ne change pas et si cette capacité reste constante.
| Cas | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Énergie pour une hausse de 10 K | 2 × 500 × 10 | 10 000 J |
| Énergie pour une hausse de 20 K | 2 × 500 × 20 | 20 000 J |
Comment vérifier le résultat
Un écart de 10 K équivaut à 10 °C ; n’ajoutez pas 273,15 à un écart. L’exemple suppose c sans l’attribuer à un matériau. Un changement de phase demande un calcul distinct de chaleur latente.
Capacité thermique massique : Q = mcΔT et exemples
La chaleur sensible est égale à la masse multipliée par la capacité thermique massique et la variation de température. Exprimez la masse en kg et c en J/(kg·°C) pour obtenir une énergie en joules.
- Chauffer 2 kg avec c=4180 et ΔT=10: 2 × 4180 × 10 = 83 600 J
- Masse pour Q=1000, c=500 et ΔT=4: 1000 ÷ (500 × 4) = 0,5 kg
- Écart thermique pour Q=5000, m=2 et c=500: 5000 ÷ (2 × 500) = 5 °C
Attention
L’équation suppose l’absence de changement d’état et une capacité thermique sensiblement constante. Fusion et vaporisation nécessitent la chaleur latente.
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Questions fréquentes
Un écart en °C est-il égal à un écart en K ?
Oui, la valeur numérique de l’écart est identique.
Pourquoi Q peut-il être négatif ?
Un refroidissement libère de la chaleur ; ΔT et Q peuvent être négatifs.
La formule inclut-elle fusion ou ébullition ?
Non. Q=mcΔT décrit une variation de température dans une seule phase avec une capacité thermique appropriée. Un changement de phase exige la chaleur latente et c peut varier avec la température.