Vous vous demandez comment calculer le volume de chaleur (ou chaleur volumique) ? Vous aimeriez savoir à quoi correspond cette grandeur ? Dans cet article, nous présentons les définitions du volume de chaleur et des termes avec lesquelles on peut le confondre, ainsi que la méthode pour calculer la chaleur volumique.
Sommaire :
- Quelques définitions sur le volume de chaleur
- Qu’est-ce qu’un volume de chaleur ?
- Qu’est-ce que la capacité thermique ?
- Qu’est-ce que le coefficient d’isolation ?
- Qu’est-ce que la chaleur spécifique ?
- Comment calculer le volume de chaleur ?
Quelques définitions sur le volume de chaleur
Entre capacité thermique, volume de chaleur, coefficients et chaleur spécifique, vous vous y perdez peut-être. Voyons d’abord ce que signifie le volume de chaleur et sa différence avec les autres termes annexes.
Qu’est-ce qu’un volume de chaleur ?
Le volume de chaleur, aussi appelé chaleur volumique, correspond à la capacité thermique volumique d’un matériau. Ce sont trois termes équivalents. Le volume de chaleur est la capacité à stocker la chaleur, par rapport au volume.
En guise d’exemple, retrouvez la capacité thermique volumique de ces matériaux :
- Le béton : en moyenne 2 500 kJ·m-3·K-1
- Le fer : 3 496 kJ·m-3·K-1
- L’eau : 4 200 kJ·m-3·K-1
Qu’est-ce que la capacité thermique ?
La capacité thermique (anciennement appelée capacité calorifique), elle, n’est pas exprimée en fonction du volume mais d’une grandeur comme la masse ou la mole, rapportée à l’unité. Exprimée dans l’unité de Joule, la capacité thermique représente l'énergie à apporter à un corps pour augmenter sa température de 1 Kelvin.
Soit la capacité thermique avec un corps de masse m et une quantité de matière n, on trouve : \
- La capacité thermique massique C = C/m, rapportée à un kilogramme du corps considéré.
- La capacité thermique molaire Cm = C/n, rapportée à une mole du corps considéré.
À l’origine, on pensait que la chaleur était un fluide, appelé fluide calorifique. La capacité calorifique vient de ce raisonnement car on considérait que les corps contenaient une quantité de fluide. À présent, on considère que la chaleur n’est ni un fluide ni un énergie mais un transfert d’énergie, microscopique et désordonné.
Qu’est-ce que le coefficient d’isolation ?
Le coefficient d’isolation thermique est utile pour connaître l’ampleur de la rénovation à engager dans votre maison en matière d'isolation, avant même de penser au choix de votre système chauffage. En effet, un bâtiment isolé vous permet de choisir une plus faible puissance pour vos radiateurs et de faire d’importantes économies en matière de consommation d’énergie. Aujourd’hui, un logement avec un coefficient d’isolation RT2012 est un bâtiment bien isolé qui a une faible consommation de chauffage.
Ce coefficient d’isolation sert à connaître la capacité d’un matériau isolant à résister à la chaleur. Il se calcule en fonction de sa surface (longueur x largeur) en contact avec l’extérieur, pour connaître sa performance.
Qu’est-ce que la chaleur spécifique ?
Concernant la chaleur spécifique, elle représente la capacité d’un matériau à stocker la chaleur, en fonction de son poids. Plus le matériau est dense, plus la chaleur spécifique sera haute.
Comment calculer le volume de chaleur ?
Le volume de chaleur V est un calcul qui prend en compte la capacité thermique standard et le volume du corps concerné. Exprimée en J·m-3·K-1, elle correspond à la chaleur utilisée pour augmenter de 1°C la température d'un mètre cube d’un matériau donné. Sa formule est la suivante :
V = masse volumique ρ x capacité thermique massique C.
En résumé, il est important de faire la différence entre chaleur spécifique, volume de chaleur et capacité thermique massique. Pour calculer le volume de chaleur d’un matériau (sur votre radiateur électrique à inertie par exemple), vous aurez besoin de déterminer sa masse volumique et sa capacité thermique massique.
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