Chaleur sensible et chaleur latente de vaporisation

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Qu'est-ce que la chaleur sensible, la chaleur latente, la chaleur latente de vaporisation ?

La chaleur sensible

La chaleur sensible modifie la température d'une matière. Par exemple : La chaleur thermique massique de l'eau est en moyenne de 4,19 kJ/kg.K, il faut donc fournir 419 kJ pour chauffer un litre d'eau de 0°C à 100°C.

La chaleur latente

La chaleur latente modifie l'état physique d'une matière solide, liquide ou gazeuze par opposition à la chaleur sensible qui modifie la température d'une matière.

 

 

 

 

Fonctionnement de la chaleur latente de vaporisation : sur le schéma ci-dessus, la coupe de la bouteille de gaz montre la partie mouillée (1) c'est à dire le niveau de remplissage de gaz liquéfié à 85 % (3) en contact avec la paroi du récipient. Lorsque l'on ouvre le robinet pour l'utilisation, le gaz passe de la phase liquide à une phase gazeuse dans la zone 2 appelée ciel gazeux. Un gaz qui se détend en passant de liquide à gazeux produit du froid, la paroi mouillée sert d'échange thermique entre intérieur et extérieur. Un niveau de température suffisant extérieur (4) est nécessaire pour assurer cette transformation appelée ébullition (zéro degré pour le butane et moins 42 ° pour le propane). Plus la surface d'échange est importante et plus le gaz pourra se vaporiser, c'est la raison pour laquelle des réservoirs de gaz sont utilisés en raison de leur taille qui augmente la surface mouillée. La capacité d'évaporation est fonction de cette surface d'échange, de la température extérieure et du débit de gaz exprimé en grammes/heure ou Kg/heure demandé par l'appareil de service (chaudière, réchaud, barbecue, desherbeur, etc.).

  • La chaleur latente de vaporisation

    Exemple pour le gaz : lors de l’ouverture du robinet d’une bouteille de butane ou propane, le gaz s'échappe et au fur et à mesure le ciel gazeux (la partie haute de la bouteille) est remplacé par du nouveau gaz produit par le gaz liquide qui s’évapore. Cette phase s'appelle l'ébullition, cette évaporation demande de la chaleur. La chaleur latente de vaporisation est la quantité de chaleur qu’il faut apporter par unité de masse à un corps pur liquide pour l’obtenir à l’état gazeux à la même température sous pression constante.

    Le débit de gaz augmente, lorsque la quantité de chaleur augmente, la masse du liquide subit une diminution de température car l’évaporation va récupérer de la chaleur (calories) dans la masse même du liquide, ce qui fait provoque une baisser de sa température.

    Lorsque le débit est peu important et la température de l’air ambiant élevée, la différence de température entre l’extérieur et l’intérieur permet un apport suffisant de chaleur (calories) au travers de la parois mouillée (baignée intérieurement par le liquide).

    Lorsque le débit de gaz demandé par l'appareil de service est important et la température ambiante basse, l’apport de chaleur sera insuffisant. La température de la masse liquide du gaz baissera progressivement jusqu’à atteindre ( - 42° C) pour le gaz propane et (-0,5°C) pour le gaz butane. Les bouteilles ne pourront plus débiter lorsqu'elles atteignent leur température limite, les parois des récipients givrent. Le propane est plus efficace en hiver le butane.

    Deux exemples de chaleur latente de vaporisation à + 15° C :

    Triangle Portail habitat Picbleu PROPANE = 356 kJ

     

    Triangle Portail habitat Picbleu BUTANE = 362 kJ

     

    Exemple pour l'eau : la chaleur de vaporisation varie en fonction de la température de l'eau qui s'évapore : de 2 257 kJ/kg à 100°C, la chaleur de vaporisation est de 2 454 kJ/kg à 20°C et de 2 501 kJ/kg à 0°C.

    Chaleur latente

  • La chaleur de liquéfaction

    La chaleur de liquéfaction est la chaleur nécessaire pour passer de l’état solide à l’état liquide.

    Chaleur latente

  • La chaleur de vaporisation

    La chaleur de vaporisation est la chaleur nécessaire pour passer de l’état liquide à l’état gazeux.

    Exemple : la chaleur de vaporisation d'un litre d'eau est de 2 257 kJ/kg (à la pression atmosphérique et à une température de 100°C).

  • La chaleur de condensation

    La chaleur de condensation est la chaleur nécessaire pour passer de l’état gazeux à l’état liquide. La chaleur latente de condensation est la quantité de chaleur exprimée en Joule/kilogramme (J/kg)qu'il faut extraire à 1 kg de vapeur saturée (à pression et température constantes) pour obtenir 1 kg d'eau.

  • La chaleur de solidification

    La chaleur de solidification est la chaleur nécessaire pour passer de l’état liquide à l’état solide.

  • Picbleu: une plateforme pour tout connaître sur l'habitat et ses occupants

    La nécessité d'étudier un lieu dans son ensemble (humain et habitat) est essentielle pour Picbleu : Connaître la transition énergétique : décider pour agir

    Tous les savants, scientifiques, sociologues, ingénieurs sont confrontés à la même problématique : celle d’étudier un élément aux propriétés observables définies et donc limitées. La loupe et le microscope font donc perdre de vue qu'un objet s'insère dans un ensemble de relations et de processus.

     

    Afin de pouvoir saisir le réel, il est indispensable de sortir de tous les cadres, il faut étudier des savoirs portant sur des objets très éloignés du sujet traité et explorer ce qui se cache derrière les formes observables du monde. En faisant référence au célèbre aphorisme d'Abraham Maslow « Si le seul outil que vous avez est un marteau, vous tendez à voir tout problème comme un clou » (The Psychology of Science, 1966).

    L'hyper spécialisation dans le fonctionnement de la société humaine occidentale ne donne qu’une vue partielle de la complexité du Monde et de sa beauté.

     Aphorisme d'Abraham Maslow


    Le généticien pensera que la génétique sauvera l’humanité, l'architecte s’imaginera que ses réalisations ne sont pas simplement des moyens physiques, mais qu’ils possèdent une portée philosophique supérieure. L’humain, qu’il soit scientifique, religieux ou créateur est un animal social qui partage ses idées, ses conceptions de la vérité, ses valeurs nobles ou celles qu'il attribue à la beauté si bien que par la loi universelle de la convergence, les individus finissent par suivre les mêmes voies. Les informations sont dispersées et semblent sans relations dans le mode dans lequel nous vivons.

     

    Dans certains cas, il y a des interdépendances, mais qu’on ne doit pas confondre avec l’interdépendance quantique qui repose sur des superpositions d’états, des complexités extrêmes, des apories à large échelle et nul doute, des processus de calcul quantique. Des intrications incluant des informations en relation avec un ensemble de « constituants quantiques ».

     

    Nos convictions et nos certitudes sont parfois trompeuses : « Ce qui nous paraît être de la matière solide n'est constitué en réalité que de particules vibratoires tournoyant dans un grand vide à une telle vitesse qu'elle nous donne une impression de solidité.

     

    Si le mouvement de ces particules cessait tout à coup comme un ventilateur qui s'arrête, il n'y aurait plus que du vide. Nous sommes en réalité de l'énergie informatisée en action ».

     

    Source CERN (Centre Européen de Recherche Nucléaire Genève), Travaux sur les anneaux d'accélération des particules.

     

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