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Chapitre 1
Nous utilisons la définition 1/13 pour écrire, dans le cas général :
í µí± acier =
1
í µí± acier
δí µí±
dí µí±
δí µí± = í µí± acier í µí± acier dí µí±
í µí± A→B = ∫
B
A
í µí± acier í µí± acier dí µí±
Comme la capacité í µí± acier est indépendante de í µí± cette intégrale devient
simplement : í µí± A→B = í µí± acier í µí± acier ∫
B
A dí µí± = í µí± acier í µí± acier (í µí± B − í µí± A ) =
50 × 475 × (18 − 5) = +3,0875 ⋅ 10 5 J = +308,8 kJ.
Pendant l’intégration, ∫
B
A dí µí± devient Δí µí± (une différence de température), tandis que ∫
B
A δí µí± devient seulement í µí± A→B (un transfert
entre deux états). La chaleur, grandeur de chemin, est transmise, tandis que la température, grandeur d’état, est augmentée (voir l’annexe
A4 p. 326 à ce sujet).
Dans cet ouvrage, lorsque nous quantifions les transferts d’énergie, nous convenons d’en rendre le signe explicite (nous ajoutons
donc un « + » pour les transferts positifs).
Une conversion des deux températures en kelvins n’aurait pas
changé la valeur du Δí µí± . Le résultat serait identique.
Avec une résistance électrique de la puissance d’un radiateur
domestique ordinaire (2 kW), il faudrait Δí µí±¡ =
í µí± A→B
̇
í µí±
=
308,8⋅10 3
2⋅10 3 = 154 s
pour réchauffer l’acier, soit un peu plus de deux minutes. Nous
verrons au chapitre 4 (le gaz parfait) que l’air à pression constante a
une capacité calorifique massique trois fois plus grande que celle de
l’acier.
1.5 Le chaud et le froid
Nous terminons ce chapitre en re-visitant quelques termes de langage courant tels que nous les comprenons en thermodynamique :
Le chaud — Pour nous, « chaud » n’est pas une propriété des corps : plutôt
que « cet objet est chaud » nous dirons qu’il est à haute température.
Plutôt que « cet objet s’échauffe/se refroidit » nous dirons que sa
température augmente ou diminue.
Dans le langage courant, les expressions comme « il fait chaud » ou
« les grandes chaleurs » font également allusion à la température.
Chauffer — Pour nous, « chauffer » c’est fournir de la chaleur. On peut
« chauffer » un corps pendant que sa température chute. On peut
également faire augmenter la température d’un corps sans lui apporter
de chaleur (figure 1.4).
Le froid — Pour nous, la sensation de « froid » dénote une faible température. Nous ne considérerons pas « le froid » comme étant quelque
chose que l’on peut fabriquer ni mesurer. Nous dirons plutôt que nous
prélevons de la chaleur d’un corps (par exemple, un réfrigérateur prend
de la chaleur à un aliment tiède).
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen
Chapitre 1
Nous utilisons la définition 1/13 pour écrire, dans le cas général :
í µí± acier =
1
í µí± acier
δí µí±
dí µí±
δí µí± = í µí± acier í µí± acier dí µí±
í µí± A→B = ∫
B
A
í µí± acier í µí± acier dí µí±
Comme la capacité í µí± acier est indépendante de í µí± cette intégrale devient
simplement : í µí± A→B = í µí± acier í µí± acier ∫
B
A dí µí± = í µí± acier í µí± acier (í µí± B − í µí± A ) =
50 × 475 × (18 − 5) = +3,0875 ⋅ 10 5 J = +308,8 kJ.
Pendant l’intégration, ∫
B
A dí µí± devient Δí µí± (une différence de température), tandis que ∫
B
A δí µí± devient seulement í µí± A→B (un transfert
entre deux états). La chaleur, grandeur de chemin, est transmise, tandis que la température, grandeur d’état, est augmentée (voir l’annexe
A4 p. 326 à ce sujet).
Dans cet ouvrage, lorsque nous quantifions les transferts d’énergie, nous convenons d’en rendre le signe explicite (nous ajoutons
donc un « + » pour les transferts positifs).
Une conversion des deux températures en kelvins n’aurait pas
changé la valeur du Δí µí± . Le résultat serait identique.
Avec une résistance électrique de la puissance d’un radiateur
domestique ordinaire (2 kW), il faudrait Δí µí±¡ =
í µí± A→B
̇
í µí±
=
308,8⋅10 3
2⋅10 3 = 154 s
pour réchauffer l’acier, soit un peu plus de deux minutes. Nous
verrons au chapitre 4 (le gaz parfait) que l’air à pression constante a
une capacité calorifique massique trois fois plus grande que celle de
l’acier.
1.5 Le chaud et le froid
Nous terminons ce chapitre en re-visitant quelques termes de langage courant tels que nous les comprenons en thermodynamique :
Le chaud — Pour nous, « chaud » n’est pas une propriété des corps : plutôt
que « cet objet est chaud » nous dirons qu’il est à haute température.
Plutôt que « cet objet s’échauffe/se refroidit » nous dirons que sa
température augmente ou diminue.
Dans le langage courant, les expressions comme « il fait chaud » ou
« les grandes chaleurs » font également allusion à la température.
Chauffer — Pour nous, « chauffer » c’est fournir de la chaleur. On peut
« chauffer » un corps pendant que sa température chute. On peut
également faire augmenter la température d’un corps sans lui apporter
de chaleur (figure 1.4).
Le froid — Pour nous, la sensation de « froid » dénote une faible température. Nous ne considérerons pas « le froid » comme étant quelque
chose que l’on peut fabriquer ni mesurer. Nous dirons plutôt que nous
prélevons de la chaleur d’un corps (par exemple, un réfrigérateur prend
de la chaleur à un aliment tiède).
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen