L’énergie interne est l’énergie cinétique et potentielle totale des particules d’un système. Chauffer augmente l’énergie interne, soit en élevant la température, soit en changeant l’état. La capacité thermique massique, c, est l’énergie nécessaire pour élever de 1 °C la température de 1 kg d’une substance : ΔE = m c Δθ. L’eau a une valeur élevée, environ 4200 J/kg °C.
Pendant un changement d’état, la température reste constante bien qu’on fournisse de l’énergie, parce que l’énergie rompt les liaisons entre les particules au lieu de les accélérer. La chaleur latente massique, L, est l’énergie nécessaire pour changer l’état de 1 kg sans changer la température : E = m L. La chaleur latente de fusion concerne la fusion ; la chaleur latente de vaporisation concerne l’ébullition, et elle est bien plus grande.
Exemple corrigé
Quelle énergie faut-il pour élever de 20 °C à 30 °C la température de 2 kg d’eau ? (c = 4200 J/kg °C)
- ΔE = m c Δθ.
- 2 × 4200 × 10.
Réponse:ΔE = 84 000 J.
Mots clés
- énergie interne
- énergie cinétique et potentielle totale des particules
- capacité thermique massique
- énergie pour élever de 1 °C la température de 1 kg
- chaleur latente massique
- énergie pour changer l’état de 1 kg
- fusion
- passage de l’état solide à l’état liquide
De nouvelles questions à chaque fois.
Référencé aux NGSS: HS-PS3-4