5.4 L’énergie thermique

1.Qu’est-ce que l’énergie thermique? L’énergie thermique est une forme d’énergie présente dans la matière en raison du fait que les particules (atomes ou molécules) qui la composent sont toujours en mouvement les unes par rapport aux autres. Plus les particules d’un matériau, d’un objet ou d’une substance sont agitées, plus il possède d’énergie thermique.

2.Qu’est-ce que la température (T)? C’est simplement une mesure du degré d’agitation des particules d’un matériau, d’un objet ou d’une substance. Plus l’énergie thermique contenue dans un objet est grande, plus sa température est élevée. Au Canada, on mesure la température en degrés Celsius (oC). Aux EU, on utilise le degré Fahrenheit (oF). Pour effectuer certains calculs, on a parfois recours au degré Kelvin (oK).

3.Qu’est-ce que la chaleur (Q)? C’est un transfert d’énergie qui se produit entre 2 objets, matériaux ou substances dont les températures sont différentes. C’est ce transfert d’énergie thermique qu’on appelle « chaleur ». Ce transfert se fait toujours de l’objet dont la température est la plus élevée vers celui où la température est la plus basse. La variation de l’énergie thermique des 2 corps correspond à la chaleur impliquée. Q = ∆ET

Chaleur / travail mécanique STE Chaleur / travail mécanique Il y a 2 façons de transférer de l’énergie … Si le transfert d’énergie entraine le déplacement d’un objet, il s’agit alors de travail. Si le transfert d’énergie provoque une augmentation de température de l’objet, on parle alors de chaleur.

Capacité thermique massique Elle correspond à la quantité d’énergie (en joules) que l’on doit fournir à 1 gramme de substance pour que sa température augmente de 1oC. Elle s’exprime en J∕(g∙oC). Chaque substance possède sa propre valeur de chaleur massique.

La chaleur Lorsqu’on chauffe une substance et que l’on connait sa masse, l’élévation de température qu’elle subit ainsi que sa capacité thermique massique, il est possible de calculer la quantité d’énergie thermique qu’elle a reçue (ou perdue si la substance refroidit). Formule: Q = mc∆T Q représente la chaleur en joules m est la masse en grammes C est le chaleur massique en J∕(g∙oC) ∆T est la variation de température (Tf – Ti)

5.5 Rendement énergétique Une partie de l’énergie dépensée pour effectuer une tâche est souvent perdue ou gaspillée (frottement, mouvement de pièces, etc.). Le rapport, exprimé en pourcentage, entre la quantité d’énergie réellement utile et la quantité d’énergie consommée se nomme le rendement énergétique. Formule: R = 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡é 𝑑 ′ é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑒 (𝐽) 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡é 𝑑 ′ é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜𝑚𝑚é𝑒 (𝐽) x 100