Énergie calorifique, chaleur massique et calorimétrie
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L'énergie calorifique (Q)
Pour augmenter la température d'un corps, celui-ci a besoin d'un apport en énergie (Q).
La quantité de chaleur (Q) nécessaire est proportionnelle à l'augmentation de la température (ΔT) et à la masse (m) du corps. En plus, Q dépend de la nature de la matière.
Avec c : chaleur massique (caractéristique du matériau).
- Unité S.I. de Q : 1 Joule (J)
- Autre unité : 1 calorie (cal)
- 1 cal = 4,19 J
La chaleur massique (c)
On a la relation : Q = c * m * ΔT, ce qui implique : c = Q / (m * ΔT).
Unité S.I. de c : J / (kg · K)
Remarque : Les valeurs de chaleur massique (c) varient légèrement avec la température (T).
Si Q = 1 J, m = 1 kg et ΔT = 1 K, alors c = J / (kg * K).
La chaleur massique (c) d'un matériau indique l'énergie nécessaire pour chauffer 1 kg de ce matériau de 1 K.
La calorie (cal)
La calorie est une ancienne unité de l'énergie thermique.
Définition : Une calorie est l'énergie de chaleur (Q) nécessaire pour augmenter la température de 1 g d'eau de 14,5 °C à 15,5 °C (ΔT = 1 °C).
On a pour 1 g d'eau de 14,5 °C à 15,5 °C :
Capacité thermique du calorimètre (Cc)
Si l'on échauffe un liquide dans un calorimètre (récipient isolant), alors le calorimètre est échauffé également. Il absorbe une certaine partie de l'énergie fournie.
On a : 
Avec Cc : capacité thermique du calorimètre.
Unité S.I. : Cc = 1 J/K
Équation de transfert : Q2↗ = Q1↘ + Qc↘
m2 * cH2O * (T2 - Tf) = m1 * cH2O * (Tf - T1) + Cc * (Tf - T1)
=> Cc : 
Échange de chaleur et équilibre thermique
Soient deux corps à des températures différentes T1 et T2. S'ils entrent en contact, ils échangent de la chaleur jusqu'à ce qu'une température finale (Tf) d'équilibre s'installe.
Lors de cet échange de chaleur, le corps chaud (1) cède de l'énergie (Q) au corps froid (2). Celui-ci capte de l'énergie. En supposant qu'il n'y ait pas de fuite d'énergie vers l'extérieur et en appliquant le théorème de la conservation de l'énergie, on obtient la loi suivante :
Remarques importantes
- Dans la pratique, ce n'est pas seulement le corps (2) qui s'échauffe après le mélange, mais aussi son récipient. De plus, des fuites d'énergie vers l'extérieur sont inévitables.
- Les pompes à chaleur font circuler la chaleur du froid vers le chaud (ex : climatisation).
Mesure de la chaleur massique d'un métal
On mesure expérimentalement la capacité thermique du laiton (claiton).
Pour notre calorimètre : Cc = 70 J/K.
Description de l'expérience
- Température du mélange : Tf = 27,0 °C
- Le bloc en laiton de masse m2 = 0,222 kg est échauffé à une température de 76 °C (T2).
- Le bloc est plongé dans l'eau (1) qui est contenue dans un calorimètre.
- La température finale du mélange (Tf) est de 27 °C.
Conservation de l'énergie
Qlaiton↗ = Q1↘ + Qc↘
claiton * m2 * ΔT2 = cH2O * m1 * ΔT1 + Cc * ΔT1