Chaleur
La chaleur désigne l'énergie qui est sous la forme d'une agitation désordonnée de molécules ou d'atomes, elle s'oppose en cela à la notion de travail, qui est elle de l'énergie ordonnée. Elle est notée Q. La chaleur étant une énergie, elle est exprimée en joule (J).
La capacité thermique massique, ou capacité calorifique d'un corps est la quantité de chaleur qu'il faut pour élever sa température d'un kelvin. Pour l'eau, elle est d'environ 4 185 J/kg. Exception faite des gaz parfaits, la capacité thermique massique varie avec la température. L'élévation de température entraîne une dilatation, on exprime donc plusieurs valeurs selon que la transformation se fait à volume constant (la pression augmente), on la note Cv, ou qu'elle se fait à pression constante (le volume augmente), on la note Cp. Elle est exprimée en J.kg-1.
La chaleur latente de changement d'état est la quantité d'énergie qu'il faut fournir à un corps de 1 kg pour qu'il change d'état (solide-liquide-gaz) sans élévation de température. On définit donc la chaleur latente de fusion Lf, de vaporisation Lv et de sublimation Ls. Elle est exprimée en J.kg-1.
Deux corps ayant la même température sont dits en "équilibre thermique". Si leur température est différente, le corps le plus chaud cède de la chaleur au corps le plus froid. L'échange de chaleur peut se faire de trois manières :
- par transfert de matière chaude, par exemple la convection d'un gaz ou d'un liquide ;
- par conduction thermique, la chaleur diffuse dans un milieu, la température augmente de proche en proche (par exemple, si une cuillère est dans un plat chaud et que sa queue dépasse dehors, la chaleur se transmet à la queue de la cuillère par conduction) ;
- par rayonnement électromagnétique, les infrarouges.