Le calorimètre est un appareil destiné à mesurer les échanges de chaleur (énergie calorifique, du
latin calor signifiant chaleur). Cet échange peut se produire entre plusieurs corps, mettre en jeu
des changements d'état ou des réactions chimiques.
Le calorimètre constitue un système thermodynamique isolé, ce qui implique qu'il n'y a pas
d'échange de matière et d'énergie (travail ou chaleur) avec le milieu extérieur. Néanmoins, cela ne
signifie pas qu'il n'y a pas des transferts de chaleur entre les différentes parties de l'ensemble
calorimétrique (composés objets de l'étude, accessoires et paroi du calorimètre...).
Quel est le principe d'un calorimètre ?
La calorimétrie est science qui s'occupe des mesures des quantités de chaleur. Elle
repose sur le principe de l'égalité des échanges de chaleur : lorsque deux corps
n'échange que de la chaleur, la quantité de chaleur gagnée par l'un est égale à celle
perdue par l'autre (en valeur absolue).
LES UNITÉS CALORIFIQUES
1 calorie (1,0 Cal) = 4.2 J
Transfert de chaleur. Principe d'un calorimètre
Les besoins alimentaires varient suivant le sexe, la taille, le poids, l’âge de
l’individu et son activité physique. En moyenne, les apports recommandés sont
de 2100 Kcal/jour pour une femme et de 2600 Kcal/jour pour un homme. Ces
apports se répartissent généralement sur trois repas.
Une conversion d’énergie est la transformation d’une forme d’énergie en une
autre. Par exemple, l’énergie chimique de la matière organique est convertie
en énergie thermique lors d’une combustion.
L’équivalent calorique de l’oxygène Dépenses énergétiques pour quelques
activités physiques, pour un individu de 65 kg. La valeur de la dépense
énergétique dépend notamment de la masse de l’individu et de son
entraînement.
La conversion de l’énergie contenue dans les nutriments en énergie utilisable
par les cellules nécessite du dioxygène. La dépense énergétique du corps
humain peut donc être estimée indirectement grâce au volume de dioxygène
consommé. En effet, la consommation d’un litre de dioxygène libère en
moyenne une énergie de 4,8 kcal.
La puissance thermique du corps humain (en W) correspond au transfert
thermique libéré vers l’extérieur (en J) chaque seconde. Si l’on considère que
les apports externes sont nuls, on peut calculer cette valeur en ne tenant
compte que de la libération d’énergie par la transformation des aliments.
Consommation de dioxygène en fonction du temps et de l’intensité de l’effort :
L’énergie utilisée par le fonctionnement du corps humain au repos, allongé
(pour minimiser les dépenses liées aux contractions musculaires), est appelée
métabolisme de base.
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