Nous aimerions maintenant examiner de plus près les valeurs de la chaleur spécifique pour d’autres matières, autrement dit, le nombre de kJ nécessaire pour chauffer d’1 K un kg de matière.

Si on ne tient pas compte de l’hydrogène et de l’hélium, l’eau a alors la capacité calorifique la plus élevée de toutes les matières (y compris de celles qui ne sont pas mentionnées ici). Il faut donc bien plus d’énergie calorifique pour amener l’eau à une température plus élevée que pour d’autres substances. Cependant, nous avons proportionnellement plus d’énergie calorifique stockée dans cette quantité d’eau avec laquelle nous pouvons « opérer ».

Lors de calculs avec les quantités de chaleur, nous sommes donc intéressés par le poids (masse M), la chaleur spécifique c et la différence de température DJ (K) avant et après le chauffage. La raison en est que ces critères déterminent de manière décisive quelle quantité de chaleur nous devons apporter à la matière. Si nous procédons à l’inverse et plaçons un corps chauffé dans un environnement plus froid, alors à partir de sa masse, sa chaleur spécifique et la diminution de température entre le corps et son environnement, nous pouvons calculer la quantité maximum de chaleur que ce corps peut libérer.

La formule suivante s’applique :

Q = m _* c _* DJ               [kg _* J/kg.K _* K] = [J]

L’unité de la quantité de chaleur est le joule ou 1000 J = 1 kJ (kilojoule).

Ainsi, dans un système de chauffage, si nous souhaitons augmenter la température de 200 kg d’eau de 60°C à 80°C, nous avons besoin :

Q = m _* c _* DJ   200 _* 4190 _* 20 = 16,760,000 J or 16,760 kJ

Si cette eau s’écoule dans le radiateur à 80°C et retourne de là à la chaudière à une température de 60°C, alors elle a évacué les 16,760 kJ apportés plus tôt. La chaleur a été évacuée pour la plus grande partie sous forme de chaleur dans la pièce, mais une petite partie, appelée perte de chaleur, a été évacuée par les canalisations dans l’environnement (Fig 4-20).

fig. 4-20 Principe d’une installation de chauffage

L’exemple a montré qu’il nous faut 16.760 kJ pour augmenter la température de 200 kg d’eau de 20 K. Nous avons aussi vu que cette énergie calorifique est évacuée du radiateur à l’air et sous forme de perte de chaleur des canalisations, de sorte que l’eau retourne à la chaudière à 60°C. Nous avons donc pratiquement envoyé un flux calorifique au radiateur. En hiver, ce flux calorifique doit être adapté aux demandes de chaleur. Autrement dit, dans l’installation de chauffage, la chaudière doit produire la quantité d’énergie calorifique par heure qui est utilisée par les radiateurs, c’est-à-dire, les pièces.

L’énergie (travail) produite en un temps spécifique (h) est appelée rendement, dans notre cas rendement calorifique ou flux calorifique Q.