Énergie nécessaire au chauffage d’un volume

Formule classique de calcul d'énergie $Q = m\cdot C_p\cdot \Delta T$ ou $Q = \rho \cdot V\cdot C_p (T_2 – T_1)$

• $Q$ = Energie en Joule (J)
• $m$ = Masse de fluide à réchauffer en kg
• $C_p$ = Capacité thermique massique à pression constante en J/(kg.K) – Pour l’eau, Cp = 4185 J/(kg.K)
• $T_1$ = Température initiale du fluide en Kelvin (ou °C)
• $T_2$ = Température finale du fluide en Kelvin (ou °C)
• $\Delta T$ = Différence de température entre la température finale et la température initiale en Kelvin (ou °C)
• $\rho$ = Masse volumique du fluide en kg/m³ – Pour l’eau, $\rho = 1000 kg/m^3$
• $V$ = Volume de fluide en $m^3$

Nous disposons d’un volume d’eau de 200 litres à 15°C et nous souhaitons faire bouillir cette eau donc à 100°C. Quelle est l’énergie nécessaire en considérant que le récipient qui contient ce volume d’eau est adiabatique (C’est à dire qu’il est parfaitement isolé et donc qu’il n’y a aucune perte de chaleur par les parois de celui-ci):
$V = 2 l = 0,002 m^3$
$C_ {p_{eau}} = 4185 J/kg.K$
$Q = \rho \cdot V\cdot C_p (T_2 – T_1)$
$Q = 1000 \times 0,002 \times 4185 (100 – 15)=711 450J$
Maintenant que nous connaissons l’énergie nécessaire pour chauffer notre volume d’eau, nous allons pouvoir calculer la puissance et le temps de chauffe. Ceci pour déterminer, par exemple, une résistance de chauffage.

Calcul de la puissance nécessaire pour un temps de chauffe donné

L’énergie calculée ci-dessous est donnée en Joule (J).
$P=\dfrac{W}{t}$ avec :

• $P$ Puissance en Watt (W)
• $W$ Energie en joules (J)
• $t$ Temps en seconde (s)