Chaleur sensible

Mathématiquement, la chaleur sensible Q échangée par un corps qui passe d'une température T1 à une température T2 est donnée par la relation :

${\displaystyle Q=m\,c\,(T_{2}-T_{1})}$

où Q est la chaleur sensible (en J), m est la masse du corps (en kg), c est la chaleur massique de ce corps (en J kg⁻¹ K⁻¹), T1 et T2 sont les températures initiales et finales du corps (en K).

c est aussi appelée capacité thermique massique ou encore chaleur spécifique qui correspond à l'apport de chaleur nécessaire pour élever la température de l'unité de masse de la substance de 1 kelvin (1 K) lors de la transformation considérée. Cette grandeur c est caractéristique d'une substance donnée.

Pour les échanges de chaleur en continu, le système fonctionne en régime stationnaire par rapport au temps, mais en régime transitoire par rapport à l'espace. Donc, pour le dimensionnement des échangeurs de chaleur, on utilise habituellement la moyenne logarithmique des différences de températures (LMTD) telle que :

${\displaystyle P\,=\,K\,\times \,A\,\times \,LMTD}$

où :

• K est le coefficient global d'échange de chaleur (en W m⁻² K⁻¹)
• A est l'aire (en m²)
• P est la puissance thermique (en AAA, donc en J), avec : P = Q / t (t en secondes)
• LMTD est la moyenne logarithmique des différences de température soit :

${\displaystyle LMTD={\frac {\Delta TS-\Delta TE}{ln({\frac {\Delta TS}{\Delta TE}})}}}$

avec :

• ∆TE : la différence de température d'entrée des fluides (valable pour un échangeur à contre-courant)
• ∆TS : la différence de température de sortie des fluides (valable pour un échangeur à contre-courant)

En première approximation, la capacité thermique des solides est décrite par la loi de Dulong et Petit.

En première approximation, la capacité thermique des liquides est constante.

Pour l'eau : c = 1 cal g⁻¹ K⁻¹ (= 4,18 J g⁻¹ K⁻¹).

De façon générale : 0,5 cal g⁻¹ K⁻¹ < c < 1,0 cal g⁻¹ K⁻¹

• Calorie