Grandeur spécifique

En physique, une grandeur spécifique est, en toute rigueur, selon les recommandations de l'Union internationale de chimie pure et appliquée, une grandeur massique, c'est-à-dire le rapport d'une grandeur extensive d'un système sur la masse totale de ce système. En français, spécifique peut toutefois être synonyme de molaire, volumique, surfacique voire linéique. L'emploi de cet adjectif est donc déconseillé.

En anglais, pour l'Union internationale de chimie pure et appliquée, l'expression specific quantity désigne exclusivement une grandeur massique^[1]. En français, l'adjectif spécifique, qui devrait donc être exclusivement employé à la place de massique (par unité de masse), peut parfois être employé comme synonyme de molaire (par unité de quantité de matière, voir Grandeur molaire), volumique (par unité de volume, voir Grandeur volumique), surfacique (par unité de surface) ou linéique (par unité de longueur)^[2]. L'emploi de cet adjectif est déconseillé au profit des autres, dépourvus d'ambigüité^[2].

De façon générale, si ${\displaystyle X}$ et ${\displaystyle Y}$ sont deux grandeurs extensives, une grandeur spécifique est définie par le rapport ${\displaystyle X/Y}$. La grandeur ${\displaystyle X}$ représente une propriété du système (ex. : énergie interne, capacité thermique, volume) ; la grandeur ${\displaystyle Y}$ est représentative de la matière contenue dans le système (masse, quantité de matière, volume, surface, longueur, etc.). Une grandeur spécifique, quelle que soit sa définition, est une grandeur intensive.

Dans le Système international d'unités (SI) une grandeur spécifique s'exprime en [${\displaystyle X}$]/[${\displaystyle Y}$], où [${\displaystyle X}$] et [${\displaystyle Y}$] représentent respectivement les unités SI dans lesquelles s'expriment les grandeurs ${\displaystyle X}$ et ${\displaystyle Y}$. Par exemple, l'énergie interne s'exprime en joules (J), l'énergie interne massique en joules par kilogramme (J kg⁻¹), l'énergie interne molaire en joules par mole (J mol⁻¹), l'énergie interne volumique en joules par mètre cube (J m⁻³), l'énergie interne surfacique en joules par mètre carré (J m⁻²), etc.

• Le débit spécifique d'un cours d'eau est son débit rapporté à la superficie de son bassin versant. Il s'exprime en litre ou mètre cube par seconde kilomètre carré (l s⁻¹ km⁻² ou m³ s⁻¹ km⁻²).
• L'humidité spécifique (ou teneur en eau) d'un air humide est la masse de l'eau qu'il contient, rapportée à sa masse. Elle est sans dimension.

• La capacité calorique spécifique et la chaleur spécifique sont d'anciennes dénominations de la capacité thermique massique (quantité d'énergie reçue par unité de variation de température et par unité de masse). Elles s'expriment en J kg⁻¹ K⁻¹ (ou, anciennement, en cal g⁻¹ °C⁻¹).
• La détectivité spécifique d'un photodétecteur est l'inverse de la puissance équivalente de bruit, rapportée à la racine carrée de sa surface et à celle de sa bande passante. Elle s'exprime usuellement en cm Hz^1/2 W⁻¹ (jones).
• L'énergie orbitale spécifique de deux corps en orbite autour de leur centre d'inertie est leur énergie mécanique (somme constante de leur énergie potentielle mutuelle et de leurs énergies cinétiques) rapportée à leur masse réduite. Elle s'exprime en J/kg.
• L'intensité spécifique d'un rayonnement polychromatique à une fréquence donnée est la puissance reçue par une surface perpendiculaire au rayonnement, rapportée à l'aire de cette surface, à l'intervalle de fréquences considéré et à l'angle solide d'où provient le rayonnement. Elle s'exprime en W m⁻² Hz⁻¹.
• La masse spécifique est une ancienne dénomination de la masse volumique (masse par unité de volume). Elle s'exprime en kg/m³.
• Le poids spécifique d'un matériau, ou poids volumique, est son poids par unité de volume. Il s'exprime en N/m³.
• La surface spécifique d'un objet (catalyseur poreux, mousse métallique, etc.) désigne sa superficie réelle (par opposition à sa surface apparente), rapportée à sa masse (ou, parfois, à son volume). Elle s'exprime en m²/kg (ou, parfois, en m²/m³ = m⁻¹).
• Le volume spécifique d'un matériau, ou volume massique, est son volume par unité de masse. Il s'exprime en m³/kg.

• La consommation spécifique d'un moteur thermique est la consommation de carburant (exprimée en kg/s) rapportée à la puissance motrice obtenue (exprimée en W). Elle s'exprime en kg s⁻¹ W⁻¹ (ou, plus communément, en g/kWh, gramme par kilowatt-heure).
• Le débit d'absorption spécifique est l'énergie d'ondes radiofréquences reçue chaque seconde par l'usager d'un appareil radioélectrique (un téléphone portable, par exemple) lorsque cet appareil fonctionne à pleine puissance et dans les pires conditions d'utilisation, rapportée à la masse des tissus exposés. Il s'exprime en W/kg (= m²/s³).
• L'impulsion spécifique d'un moteur à réaction ou d'un moteur-fusée est sa poussée rapportée au produit de son débit massique de carburant par l'accélération de la pesanteur. Elle s'exprime en secondes.

• (en) Union internationale de chimie pure et appliquée, Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry [Green Book], Cambridge, 2007, 3^e éd. (1^re éd. 1988), 233 p. (ISBN 978-0-85404-433-7, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 56.
• Michel Dubesset, Le manuel du système international d'unités : lexique et conversions, Éditions TECHNIP, 2000, 169 p. (lire en ligne), p. 18 spécifique.

• Grandeur massique
• Grandeur volumique
• Grandeur molaire

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