Chaleur latente massique — Éducation physique, 14–17 ans
Comment une substance peut absorber ou libérer de l’énergie sans changer de température lors d’un changement d’état.
L’énergie du changement d’état
Lorsqu’une substance fond ou bout, l’énergie fournie sépare ses particules au lieu d’augmenter la température. Lorsqu’elle se solidifie ou se condense, elle libère de l’énergie tandis que la température reste constante. La chaleur latente massique est l’énergie nécessaire pour changer l’état de 1 kg d’une substance.
Pourquoi la température peut rester constante
Un thermomètre peut rendre le chauffage surprenant : de l’énergie entre, mais l’indication reste stable pendant la fusion ou l’ébullition. Le problème est que la température décrit le mouvement des particules, tandis qu’un changement d’état modifie aussi leurs distances et leurs attractions. La chaleur latente représente ce transfert d’énergie.
Faire fondre de la glace
La chaleur latente massique de fusion de la glace vaut 334 000 J/kg. Pour faire fondre 0,50 kg à sa température de fusion, on utilise énergie = masse × chaleur latente massique. Énergie = 0,50 × 334 000 = 167 000 J. Cette énergie fait fondre la glace ; elle n’augmente pas sa température pendant la fusion.
Le palier de température
On fait souvent l’erreur d’ajouter une hausse de température pendant que la glace fond, comme si chaque joule accélérait les particules. C’est compréhensible, car chauffer fait habituellement monter le thermomètre. Pendant un changement d’état, l’énergie réorganise cependant les particules et la température reste constante jusqu’à la fin.
Refroidir par évaporation
L’évaporation retire du liquide les particules les plus rapides, en emportant de l’énergie et en refroidissant ce qui reste. C’est pourquoi la transpiration peut refroidir la peau et pourquoi l’évaporation est utilisée dans les réfrigérateurs et les tours de refroidissement. Elle fonctionne mieux lorsque l’air évacue la vapeur.
Continue d'explorer
Autres langues
Chargement de MyLeoNes™…