Cours 5. Chaleur et température

♦ La chaleur est un échange d’énergie sous une forme microscopiquement désordonnée. Les quantités de chaleur sont homogènes à des énergies, on peut les exprimer en joules (J). Pour des raisons historiques, on les exprime aussi en calories (cal), avec la conversion
1 cal = 4,18 J
La calorie est définie comme l’énergie qu’il faut fournir à un gramme d’eau pure à 3,5 °C pour augmenter sa température de 1 °C.
♦ Définition : Par convention et sauf indication explicite du contraire, on note Q la quantité de chaleur reçue par le système étudié. La quantité de chaleur fournie à l’extérieur est alors donnée par −Q.
♦ Les échanges de chaleur sont souvent associés à des variations de température des systèmes participant à ces échanges. On définit parfois la capacité calorifique C d’un corps par
Q=C\Delta T
où Q désigne la quantité de chaleur reçue par le corps et \Delta T sa variation de température. On précise généralement les conditions de la transformation du système, en introduisant la capacité calorifique à pression constante Cp et la capacité calorifique à volume constant Cυ . Elles interviennent dans les expressions donnant les quantités de chaleur élémentaires reçues au cours d’une transformation quasistatique, par exemple pour un fluide dont l’état est décrit par p, V et T:
où ℓ et h désignent des quantités qui dépendent du système étudié. On peut montrer (voir exercice 3 du chapitre 3) que
\mathcal{l}=\frac{C_p-C_\upsilon}{{\left.\partial V/\partial T\right|}_p…