Capacité calorifique : comment ca marche?

[invitedfe8db0a]

Bonjour à toutes et à tous.

Dans le cadre d'un exposé sur les fluides caloporteurs m'est venue la question : comment (par quel mecanisme ou propriété...) la matière emmagasine, conserve et restitue-t-elle de la chaleur lors de transferts thermiques?

Ainsi, pourquoi certains corps ont une plus grande capacité calorifique que d'autres. Je ne pose ma question que pour les fluides.

Auriez-vous des ouvrages à me conseiller pouvant m'aider à répondre à cette question de façons précise et rigoureuse?
-----

[invitea46d7942]

Bonjour,
pour une réponse précise, il faudrait aller voir un cours de physique statistique, mais en gros, la capacité calorifique d'une substance est lié aux degrés de libertés de ses constituants. Par exemple, pour un gaz parfait monoatomiques, chaque atome possède 3 degré de liberté (il peut se déplacer selon les trois directions de l'espace). Un théoreme de mécanique statistique classique (qui ne marche plus dès que des effets quantiques se font sentir) s'appel le théoreme de l'équipartition de l'énergie et stipule qu'à chaque degré de liberté est associé une énergie cinétque moyenne (1/2)kT où k est la constante de Boltzman et T la température. Ainsi, pour une température T donné, un gaz contenant N "molécules" mono-atomique aura une énergie moyenne égale à (3/2)NkT, soit une capacité calorifique de (3/2)Nk (C=dE/dT).

Pour un gaz diatomique, il y aura plus de degrés de libertés (en plus des mouvements de translations du centre de masse selon les 3 directions de l'espace, il y aura les mouvements de rotations et de vibrations. Au total il y aura 7 degrés de libertés, ce qui donnera C=(7/2)Nk. Cependant, cela ne marche plus lorsque des effets quantiques deviennent non négligeables, lorsque certains degrés de libertés sont "gelés" à basse température (le terme "basse" étant relatif à chaques substances).
Voilà en tout cas l'idée: en quelques sortes, plus il y a de degrés de liberté, plus il y a de la "place" pour stocker de l'énergie. Maintenant, pour ce qui est plus spécifiquement lié aux liquides, je ne saurais t'aider.