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NOTE DE L'ÉDITEUR
La partie 4 de la norme NF EN ISO 11357-4 (T51-507-4) du 30/08/2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 11357-4 de février 2021 : Plastiques - Analyse calorimétrique différentielle (DSC) - Partie 4 : détermination de la capacité thermique massique
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2104 (Avril 2021).
La norme NF EN ISO 11357-3 de mars 2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 11357-3 (T51-507-3) "Plastiques - Analyse calorimétrique différentielle (DSC) – Partie 3: Détermination de la température et de l'enthalpie de fusion et de cristallisation" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1805 (juin 2018).
RÉSUMÉ
La capacité thermique est un outil essentiel pour le calcul des grandeurs thermodynamiques. Elle peut être déterminée à pression constante Cp ou à volume constant Cv. Lorsqu’elle est dite « spécifique » (cp ou cv), elle peut être massique ou molaire. Il n’y a jamais de confusion lorsque l’on utilise les capacités thermiques massiques, par contre les capacités thermiques molaires peuvent prêter à confusion si la mole n’a pas été définie. Par exemple, le composé Sb2Te3, peut aussi s’écrire Sb.4Te.6. En règle générale, lorsque l’on travaille avec des alliages métalliques, il est préférable de ramener l’ensemble des coefficients à une mole d’atome.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Bernard LEGENDRE : Professeur émérite - Laboratoire Matériaux et Santé EA 401, faculté de pharmacie de l’université Paris XI
INTRODUCTION
La capacité thermique est un outil essentiel pour le calcul des grandeurs thermodynamiques. Elle peut être déterminée à pression constante Cp ou à volume constant Cv. Lorsqu’elle est dite « spécifique » (cp ou cv), elle peut être massique ou molaire. Il n’y a jamais de confusion lorsque l’on utilise les capacités thermiques massiques, par contre les capacités thermiques molaires peuvent prêter à confusion si la mole n’a pas été définie. Par exemple, le composé Sb2Te3, peut aussi s’écrire Sb.4Te.6. En règle générale, lorsque l’on travaille avec des alliages métalliques, il est préférable de ramener l’ensemble des coefficients à une mole d’atome.
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- Version archivée 1 de avr. 1979 par Michel DIOT
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1. Définitions et unités
Il nous semble nécessaire de rappeler ici quelques définitions ainsi que les unités et symboles que l’on utilisera dans cet article.
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Calorimètre : selon Calvet, un calorimètre est un récipient dans lequel on produit des phénomènes thermiques à mesurer.
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Calorimètre adiabatique : ce type de calorimètre n’échange pas de chaleur avec l’extérieur. La chaleur produite est utilisée pour élever la température de son contenu : ΔH = CΔT.
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Calorimètre isothermique : la chaleur produite s’échappe vers l’extérieur (type Bunsen). Elle est utilisée pour fondre une masse de matière que l’on mesure.
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Calorimètre isopéribolique : cet appareil n’est pas strictement isotherme. Le flux de chaleur (Φ) échangé entre la cellule de réaction et l’extérieur est mesuré : Φ = dQ/dt (Q en joules, t en secondes, Φ en watt).
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Calorimétrie différentielle à balayage (Differential scanning calorimetry) DSC : « technique dans laquelle la différence de flux de chaleur (puissance) entre un échantillon et une référence est mesurée en fonction de la température et/ou du temps lorsque l’échantillon et la référence sont soumis à une programmation contrôlée de température » (définition de la norme ISO 11357).
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Allotropie : possibilité, pour un élément, d’exister sous plusieurs formes cristallographiques.
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Polymorphisme : possibilité, pour une molécule, d’exister sous plusieurs formes cristallographiques.
Le tableau 1 présente les grandeurs utilisées pour les mesures de capacités thermiques, avec leurs symboles, unités et définitions, selon les normes IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).
La définition la plus simple de la capacité thermique est la suivante : « quantité d’énergie nécessaire pour augmenter de un degré (Celsius) un gramme de matière (ou une mole) ». Mais cette définition ne tient pas compte des conditions...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BARIN (I.), KNACKE (O.), KUBASCHEWSKI (O.) - Themochemical properties of Inorganic substances - Springer Verlag Berlin (1976).
-
(2) - DIOT (M.) - Capacités thermiques - [R 2 970], base Archives Mesures (1993).
-
(3) - GRENET (J.), LEGENDRE (B.) - Analyse calorimétrique différentielle à balayage (DSC) - [P 1 205], base Techniques d’analyse (2010).
-
(4) - GRENET (J.), LEGENDRE (B.) - Analyse calorimétrique différentielle à balayage à température modulée (DSC-TM) - [P 1 206], base Techniques d'analyse (2011).
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(5) - DELLA GATTA (G.), M.J. RICHARDSON (M.J.), SARGE (S.M.), STOLEN (S.) - « Standards, Calibration, and Guidelines in Microcalorimetry. Part 2. Calibration Standards for Differential Scanning calorimetry (IUPAC Technical Report) » - Pure Appl. Chem., Vol. 78, N° 7 pp. 1455-1476 (2006).
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