samedi 26 septembre 2015

Calorimétrie et traitement thermique

Calorimétrie N°1

Les applications de la calorimétrie 

Principe de base

Chaleur Massique C d’un corps

Définition :
La chaleur massique (désignée en général par la lettre majuscule C) d’un corps est la quantité d’énergie nécessaire à injecter à ce corps pour élever de 1C° une masse de 1Kg de ce corps.

La chaleur massique d’un corps s’exprime en Joules/kg.°C ou Joules/gramme.°C

Exemple : j’ai une quantité de 1 litre d’eau, soit 1 kg, la température de cette eau est à 20C°.

Je souhaite élever cette température de l’eau de 1C°, soit à une température de 21°C en 1 seconde.

La chaleur massique pour l’eau est de 4186 : cela signifie que pour augmenter de 1°C un poids de 1kg d’eau en un temps de 1 seconde, il faudra injecter une quantité d’énergie de 4186 Joules à 1kg d’eau ou à 1 litre d’eau pendant 1 seconde.
La suite ci-dessous trouve des applications comme par exemple dans le traitement thermique........etc.
La chaleur massique varie bien entendu d’un corps à l’autre, soit  pour le fer 472(J/kg/°C).

En tenant le même raisonnement que ci-dessus, on s’aperçoit que pour élever de 1°C un poids de 1kg de fer, en un temps de 1 seconde, il faudra injecter à ce kg de fer, une énergie de 470 Joules durant 1 seconde.

On remarque qu’il faudra environ 9 fois moins d’énergie pour élever de 1°C un poids de 1kg de fer en un temps de 1 seconde.


Les machines induction sont capables de délivrer cette énergie. 



Tableau des chaleurs massiques de quelques matériaux ci-dessous


Solide
(à 25º C)
Chaleur massique
(J/(g ·ºC))
Magnésium
0,98
Aluminium
0,90
Quartz
0,790
Verre
0,782
Fer
0,472
Zinc
0,39
Cuivre
0,397
Argent
0,234
Mercure
0,14
Or
0,134
Plomb
0,130


On peut aussi trouver une ancienne unité de mesure qui est la calorie.

A titre d’exemple il faut une calorie pour élever de 1°C un poids de 1 gramme d’eau. 

La correspondance entre Calorie et Joules est la suivante :


1 calorie = 4,186 Joules

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