Problème avec les capacités termiques massiques

[invitee0e3e66a]

Pourquoi certaine matière, comme l'eau, ont une capacité thermique massique plus élevé que d'autres, comme le fer ? Que ce passe-t-il au niveau atomique ?

Merci d'avance !
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[Jackyzgood]

Bonjour (oui ça ne fait pas de mal)

Si l'eau a une si grande capacité calorifique massique c'est parce que la molécule possède un grand nombre de degrés de libertés.

Si ma mémoire est bonne, un point n'a que 3 degrés de liberté, il peut se déplacer suivant les 3 axes : x, y et z. Les rotations ne changent rien puisque c'est un point. Il en est de même avec une sphère (donc un atome isolé).

Si on considère 2 points, il y a les 3 degrés de liberté de déplacement, mais en plus de cela s'ajoute 2 degrés de rotations (la rotation suivant l'axe de symétrie ne change rien donc elle ne compte pas) et 1 degré pour la vibration (changement de distance entre les points)

Pour 3 points il y aura 2 cas possible, aligné ou non. Le fait qu'ils soient aligné engendre un axe de symétrie et donc un degré de liberté en moins.

Chaque degré de liberté est en fait une manière d'emmagasiner de l'énergie. Donc plus un corps en possède plus il aura une capacité calorifique élevée.

[invitee0e3e66a]

et le fer lui ? il n'a que peu de degré de liberté ?

[Jackyzgood]

Si on compare une molécule d'eau à un atome de fer, l'eau a 9 degrés de libertés alors que le fer n'en a que 3. Si on compare les masses : l'eau à une masse molaire de 18g/mol, le fer 56g/mol. On a donc pour l'eau une masse 3 fois plus faible pour 3 fois plus de degrés de libertés. Il est donc claire que la capacité calorifique massique de l'eau sera bien plus élevée que celle du fer.

[A voir en vidéo sur Futura]