Le diaporama en pdf

Accumuler de

l'énergie

Température et agitation thermique

L'agitation des particules d'un corps, appelée agitation thermique,  est liée à la température de ce corps

Les molécules d'un gaz sont en perpétuel mouvement, animées de vitesses de plusieurs  centaines de mètres par seconde.

→Par comparaison, qu'elle est la vitesse limite d'une voiture sur l'autoroute en m.s^­1 ?

   V_MAX = 36 m.s^­1      

Les atomes, molécules et ions constituant les liquides et les solides sont eux aussi en continuelle  agitation...      

http://www.falstad.com/gas/

http://www.kentchemistry.com/links/Energy/Flash/heatflow.swf

Les échelles de température

θ   K = (  θ  ­ 273 ) °C         

Lord Kelvin

Royaume-Uni

(1824 - 1907)

Anders Celsius

Suède

(1701 - 1744)

Les échelles de température

Daniel Gabriel Fahrenheit

Allemand

(1686 - 1736)

Dans l'échelle des températures en Fahrenheit, le point de fusion de l'eau  est de 32 °C, et son point d'ébullition est de 212 °C.

→ A quoi correspond  1 °F  en  °C ?   en K ?

     1°F = 100 / (212 – 32 ) °C = 5/9 °C = 5/9 K           

→ Comment passer d'une température en degrès Fahrenheit  en  °C ?   en K ? [°F] = [K] ∙ 9/5 − 459.67

      [°F] = [°C] ∙ 9/5 + 32      

Energie interne d'un corps

Energie cinétique

(agitation des

particules constituantes)

Energie potentielle

(liaisons chimiques et

interactions electromagnétiques)

Energie interne U

Transfert de chaleur et énergie interne d'un corps

Energie cinétique

Energie potentielle

Energie interne U + ΔU

Q

Q = Δ U

Variation de l'énergie interne

Q = ΔU = c . m . (  θ

 –  θ

 )

Lorsque la température d'un corps solide ou liquide varie d'une valeur initiale θ_i à une valeur  finale θ_f , la quantité de chaleur Q transférée est proportionnelle à l'écart de température et à  la masse du corps :      

Quantité de chaleur

=

variation de l'énergie interne

Joule (J)

Ecart de température

Degrès Celsius ou Kelvin

(°C ou K)

Masse du corps

Kilogramme (kg)

Capacité thermique massique

(J.kg^-1.°C^-1)

Capacité thermique massique

La capacité thermique massique dépend de la constitution du solide ou du liquide

Exemples (voir p.71 du livre) :

Pour le fer : c_fer = 460 J.kg^­1.°C^­1 Pour le béton : c_béton = 880 J.kg^­1.°C^­1

  Pour l'eau : c_eau = 4180 J.kg^­1.°C^­1               

Elle représente l'inertie thermique :  « lenteur à changer de température »

Exemples :

Un corps de capacité thermique élevée, mettra du temps à se réchauffer, il accumulera plus d'énergie interne pendant le  même temps qu'un corps de capacité thermique plus faible...

A vous de jouer !

Cette douche solaire contient 20 litres d'eau. Après un temps  d'exposition au soleil, sa température passe de 20°C à  38°C.

→Quelle est la variation de son énergie interne ?

     ∆U = 4180 . 20 . 18 = 1,5 MJ