Qu'est-ce que la capacité thermique?
L'apport d'énergie thermique (Q) nécessaire pour élever la température (T) d'une substance d'un degré Celsius (1 ° C) est défini comme sa capacité calorifique (C). Comme il s’agit d’une propriété «extensive», la valeur de C varie non seulement d’une substance à l’autre, mais également pour des quantités différentes de la même substance. Pour ajuster cela, les capacités calorifiques peuvent être exprimées en termes de quantité ou de quantité. S'il est fait référence à la capacité thermique par mole de matériau, on parle de capacité thermique molaire; s'il s'agit plutôt de chauffer la capacité par gramme de matériau, il s'agit de la (des) capacité (s) spécifique (s) de chaleur, ou plus simplement de "chaleur spécifique". Ces termes sont de la plus grande valeur pour désigner des substances pures .
Les problèmes d’ingénierie donnent souvent C comme "donné", tandis que Q est "inconnu". L'équation est Q = smΔT, où m est la masse en grammes et ΔT est l'élévation de la température en degrés Celsius. La capacité calorifique peut être un paramètre clé pour une foule de raisons. Pour illustrer ce propos, des matériaux de plus grandes capacités thermiques sont parfois utilisés comme dissipateurs de chaleur, car ils absorbent la chaleur comme une éponge. À cet égard, il convient de noter que l’eau présente la plus grande valeur de carbone connue parmi les substances courantes, ce qui la rend parfaitement adaptée à une utilisation en tant que liquide de refroidissement pour radiateur.
En météorologie, la capacité calorifique joue un rôle dans plusieurs phénomènes, notamment le vent qui souffle le long de la côte dans une direction différente le jour et la nuit. La terre a une capacité calorifique inférieure à celle de l'eau, elle chauffe donc plus vite que la mer le jour, alors qu'elle se refroidit plus vite la nuit. L'air est plus frais sur l'océan le jour mais sur la terre la nuit. L'air chaud est léger et monte, permettant ainsi à une brise plus froide et plus lourde de le remplacer. Pendant la journée, ces brises soufflent de terre à mer, tandis que pendant la nuit, l'inverse est vrai, ce qui affecte les oiseaux de rivage et les pilotes de planeur.
La capacité calorifique n’est pas destinée à prendre en compte les changements de phase, comme lors de la fonte de la glace pour former de l’eau. Ce phénomène est pris en compte séparément - cette propriété est appelée "chaleur de fusion". De même, la conversion de liquide en gaz est appelée "chaleur de vaporisation". La glace a une chaleur de fusion exceptionnellement élevée, conférant une stabilité aux systèmes météorologiques de la planète et rendant la réfrigération domestique plus pratique. Curieusement, l’ammoniac, utilisé jadis dans les systèmes de réfrigération industriels et domestiques, a une capacité calorifique et une chaleur de fusion encore plus élevées.