Calculer la quantité de chaleur absorbée par l'eau en une minute. Q = m Ceau (tfin - t début). Q = 2 *4180(65-15) = 4,18 105 J = 418 kJ. En déduire la puissance calorifique nécessaire.
Les quantités de chaleur Q
La formule suivante s'applique : Q = m c ∆θ avec : m masse du produit en kg c chaleur spécifique du produit en joule/kg et °C ∆θ élévation ou diminution de la température du produit en °C L'unité de la quantité de chaleur est le joule ou 1000 J = 1 kJ (kilojoule).
Exemple pour l'eau : 4,18 kJ. kg-1. °C-1. La capacité thermique C d'un système représente la quantité de chaleur qu'il faut apporter à ce système pour élever sa température de 1 °C.
L'unité usuelle de quantité de chaleur est la calorie (abréviation : cal) dont la définition est : La calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 14, 5 ˚C `a 15, 5˚C, sous la pression atmosphérique normale, la température d'un gramme d'eau.
1-1 La masse de 80 litres d'eau est m=ρ×V=1×80=80 kg. La quantité de chaleur pour chauffer ces 80 kg d'eau liquide de 20 à 45°C, sans changement d'état, est Q=m×Cp×(θf-θi)=80×4.18×(45-20)=8360 kJ.
On peut définir deux types de chaleur : la chaleur sensible et la chaleur latente. La chaleur sensible est la quantité de chaleur qui est échangée entre deux corps, sans changement de phase. Cet échange de chaleur se traduit par une modification de température des corps.
E = R x I² x t
C'est ce que l'on nomme la Loi de Joule : le niveau d'échauffement du conducteur dépend du carré de l'intensité du courant électrique.
Comme pour le travail, le Joule est l'unité de mesure de chaleur, la chaleur étant elle aussi un mode de transfert de l'énergie. La calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1°C la température de 1 gramme d'eau de 14,5 à 15,5°C sous la pression atmosphérique normale.
Méthode de calcul du delta T :
[(Température de l'eau à l'entrée en °C + Température de l'eau à la sortie en °C) /2] – température d'ambiance en °C.
N°6 - Utilisation de la formule Q = M C ΔT - niv.
Cette mesure de variation de température dans un système isolé permettra de déterminer l'énergie impliquée dans le transfert par la formule Q=m·c·ΔT.
Comme nous l'avons vu au § précédent, la puissance latente de la batterie froide humide peut se calculer par la différence entre la puissance totale et la puissance sensible.
La puissance thermique ou flux thermique, notée Φ, désigne la quantité de chaleur Q (ou transfert thermique) traversant une surface isotherme par unité de temps. Elle se calcule avec la formule : Φ = Qt , avec Φ en watt (W), Q en joules (J) et t en seconde(s).
Pour procéder au calcul, la règle est la suivante : (nombre d'heures d'utilisation) x (nombre de jours d'utilisation) x (puissance de l'appareil en watts / 1000).
On rappelle l'expression de l'énergie thermique Q transférée à un corps de masse m et de capacité calorifique c lorsqu'il subit une variation de température \Delta T : Q = m \times c \times \Delta T.
Ainsi pour transformer, sous la pression atmosphérique, une masse de 1 kg d'eau pris à 20 °C en vapeur, l'énergie à fournir est égale à l'énergie fournie pour passer de 20 °C à 100 °C à l'état liquide soit 334 kJ puis à celle requise lors de la vaporisation à 100 °C soit 2256 kJ donc au total 2590 kJ.
Pour calculer l'énergie consommée par un appareil il suffit de multiplier sa puissance (exprimée en kilowatts) par sa durée d'utilisation (exprimée en heures). Un appareil d'une puissance d'un watt (1 W) utilisé en permanence consomme en un an 8,76 kW⋅h (1 Watt × 24 heures/jour 365 jours = 8 760 W⋅h).
énergie nécessaire à chauffer 100 L d'eau de 25 à 75 °C : 100*4,2*(75-25) = 2,1 104 kJ. 0,5 kW ou kJ / s est utilisé au chauffage de l'eau.
ΔT = m . C . (Tfin - Tin). où m est la masse du corps en kg, C la capacité calorifique* spécifique de la matière dont le corps est composé (définie plus bas) et ΔT la variation de température en Kelvin causée par le transfert de chaleur.
Re : chaleur dégagée par une resistance electrique
C'est la loi de Joule: P=RI² (P en W, R en Ohm, et I en Ampères).
La puissance dissipée par la résistance est fournie par la source. Pour calculer la puissance dissipée par une résistance, il suffit de multiplier le courant traversant cette résistance par la tension à ses bornes.