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Concept
Capacité thermique massique
Résumé
La capacité thermique massique (symbole usuel c), anciennement appelée chaleur massique ou chaleur spécifique, est la capacité thermique d'un matériau rapportée à sa masse. C'est une grandeur qui reflète la capacité d'un matériau à accumuler de l'énergie sous forme thermique, pour une masse donnée, quand sa température augmente. Une grande capacité thermique signifie qu'une grande quantité d'énergie peut être stockée, moyennant une augmentation relativement faible de la température.
La capacité thermique massique s'exprime en joules par kilogramme kelvin, de symbole . C'est une grandeur intensive : elle est indépendante de la quantité de matière.
La détermination des valeurs des capacités thermiques des substances relève de la calorimétrie.
La capacité thermique massique est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un kelvin (ou degré Celsius) la température de l'unité de masse d'une substance. C'est donc une grandeur intensive égale à la capacité thermique rapportée à la masse du corps étudié.
L'unité dérivée du Système international est alors le joule par kilogramme-kelvin (). Les unités de base du système international pour exprimer la valeur d'une capacité thermique massique sont des .
En ce qui concerne les équations aux dimensions, le joule ayant pour dimension , une capacité thermique massique a pour dimension : .
Suivant le type de transformation thermodynamique, on considère soit l'énergie interne massique, soit l'enthalpie massique. Si on note l'énergie interne, l'enthalpie et la masse d'un corps on a donc les capacités thermiques massiques :
à volume constant, la capacité thermique isochore massique : ;
à pression constante, la capacité thermique isobare massique : .
La différence entre la capacité thermique massique à pression constante et la capacité thermique massique à volume constant est liée au travail qui doit être fourni pour dilater le corps en présence d'une pression externe.
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