P h y s i c u s

Seconde - Sport - Chapitre 6 : Notion de calorimétrie

Fiche de cours
Fiche de TP


L'énergie en physique est un concepte de toute première importance pour la vie économique, depuis le XIXème siècle.




Les boeufs de l'attelage ont fourni de l'énergie sous deux formes:

  • en trainant une charrue sur une certaine distance (c'est le "travail")
  • en chauffant l'air autour d'eux à cause de l'effort intense

Un moteur (à vapeur, à essence, électrique) fait la même chose: il permet de déplacer un objet et il a aussi tendance à chauffer.

Depuis le XIXème siècle, l'objectif des ingénieurs et des physiciens est de transferer le maximum de l'énergie vers le travail pour économiser le carburant.


Une usine vers 1850: une machine à vapeur permet de fournir une force motrice à toutes les machines de l'usine.

On y voit une machine à vapeur qui entraîne les différentes machines outils de l'usine grâce à un système de poulies et de courroies.

Pour fabriquer le gaz d'eau (la vapeur), il faut chauffer de l'eau jusqu'à ébullition dans une grosse chaudière avec du charbon

Pour être compétitif, il était donc très important de brûler le moins de charbon possible et d'avoir un moteur le plus efficace possible.

Pour cela, les ingénieurs et physiciens de l'époque ont étudié les lois physiques qui décrivent comment un gaz se dilate ou contracte sous l'effet de la température.

Par la suite, la découverte de l'électro magnétisme a permis d'utiliser des moteurs électriques, beaucoup plus faciles à installer dans une usine.




Musée du textile de Ventron


Visite du Musée du Textile des Vosges à Ventron ( http://museetextile.online.fr )
On retrouve les différentes étapes techniques qui ont contribué à la Révolution Industrielle au XIXème siècle




Nous allons mesurer l'énergie contenue dans l'huile alimentaire en la faisant bruler.

L'énergie dégagée va faire fondre de la glace d'eau et, connaissant l'énergie nécessaire pour faire fondre 1 kg de glace, et en mesurant la masse d'eau fondue ainsi que la quantité d'huile brulée, nous calculerons l'énergie libérée par l'huile.

Principe du
calorimètre à glace
Vue générale du montage la lampe à huile


La glace dans
la cheminé
La lampe L'eau de fusion


Avec ce montage, l'énergie mesurée est plus faible, car la combustion est imparfaite (flamme jaune et odeur d'huile brulée, cendres, donc il y a des résidus )

Pour mesurer précisemment l'énergie, on utilise une "bombe calorimétrique" où la combustion s'effectue dans un réservoir blindé gonflé à 25 bar avec de l'oxygène pur.

Voici la bombe calorimétrique du lycée Lavoisier (Mulhouse, merci à mon collègue J.C. Donischal pour m'avoir permis de l'utiliser).

La "bombe" Le creuset et
la mèche de
mise à feu.
Remplissage avec
l'oxygène (25 bar)


Le calorimètre Principe de fonctionnement