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## La chaleur Q

La chaleur est une forme spéciale de l'énergie, elle est définie comme la forme d'énergie qui est transférée entre deux systèmes (ou un système et le milieu extérieur) en raison d'un gradient de température. La quantité de chaleur transmise pendant une transformation entre deux états d'équilibre (états 1 et 2) est notée par Q12. Elle est positive quand le système la reçoit et elle est négative quand le système la perdre. Elle est exprimée en [J ou kcal].

à l'échelle microscopique, c'est une énergie échangée sous forme désordonnée par agitation moléculaire (c.à.d par chocs entre les molécules en mouvement) ; elle s'écoule toujours d'une source chaude vers une source froide ; la chaleur n'est pas une fonction d'état.

On distingue entre deux types de chaleur :

a) La chaleur sensible

La chaleur ajoutée ou enlevée à une substance (système) pour produire un changement de sa température est appelée chaleur sensible. Elle est liée à une variation de température Δ T du système par suite d'un réchauffement ou d'un refroidissement, elle est proportionnelle à la masse de matière et à la différence de température, d'où, pour une transformation infinitésimale :

(1. 34)

où, c : désigne la chaleur massique du matériau ou fluide exprimée en [Jkg-1K-1]

Pour une Transformation finie, La chaleur Q échangée lors d'une transformation finie entre l'état 1 et l'état 2 s'obtient en intégrant la relation (1.34) valable pour une transformation infinitésimale. On distingue alors deux cas selon la valeur de c, si la chaleur massique reste constante (c = cte) alors:

(1. 35)

Pour un gaz, on a définit deux chaleur massiques, d'où :

Pour une transformation isochore

Pour une transformation isobare.

b) La chaleur latente

La chaleur latente est la quantité de chaleur ajoutée au ou retirée d'une substance pour produire un changement de phase. Lorsque la chaleur latente est ajoutée, aucun changement de température ne se produit (La chaleur latente est la chaleur nécessaire à 1 kg de matière pour changer d'état à température constante). Il existe deux types de chaleur latente :

1- La première est la chaleur latente de fusion. Il s'agit de la quantité de chaleur ajoutée ou retirée pour assurer le changement de phase entre le solide et le liquide.

2- Le deuxième type de chaleur latente est la chaleur latente de vaporisation . C'est la quantité de chaleur ajoutée ou retirée pour assurer un changement de phase entre le liquide et la vapeur.

La chaleur latente de vaporisation est parfois appelée la chaleur latente de condensation .

La chaleur latente est donnée par la formule suivante :

(1. 36)

Où

m : la masse de la substance considérée,

L est la chaleur massique associée à un changement d'état, cette chaleur est soit libérée (état vapeur →état liquide) ou absorbée (état liquide →état vapeur).

### Remarque :

Les changements d'état sont mis à profit dans les Machines Thermiques car ils libèrent d'importantes quantités de chaleur : ceci permet de réduire sensiblement la taille des échangeurs et des compresseurs (économie de matière et d'énergie).