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Aspect énergétique d'un changement d'état

Posté par
pliut3
01-03-16 à 20:07

 Bonsoir, j'ai du mal à faire mon TP, pouvez-vous m'aider svp?

  On souhaite déterminer un ordre de grandeur de l'énergie nécessaire pour vaporiser l'eau liquide à 100 °C. Pour cela, on va chauffer 50 g d'eau liquide contenue dans un ballon, et relever sa température au cours du chauffage.

Protocole expérimental 

Dans un ballon à fond rond, verser 50 mL d'eau distillée.
Mesurer la masse de l'ensemble, notée m1 . 
Réaliser le montage schématisé ci-contre avec la sonde du thermomètre placée en contact avec le liquide. 
Chauffer l'eau (réglage : ¾ de puissance) et déclencher le chronomètre :
Mesurer la température toutes les 30 secondes et entrer les valeurs t (en s) et T (en °C) sous Regressi. 
Après 8 minutes, arrêter le chauffage et placer le ballon sur le valet (support en liège).  Attendre que le ballon refroidisse et effectuer une pesée de celui-ci.
La valeur est notée m2 .

Interprétation 

Données : On considère que l'énergie fournie à l'eau sert à effectuer le changement d'état. On a alors : WE = m × Lv avec WE : énergie électrique fournie au système en joules (en J) m : masse d'eau vaporisée (en kg) et Lv : énergie massique  de changement d'état (en J.kg-1)

1) Relever la puissance électrique P du chauffe ballon.

2) Déterminer la masse m d'eau vaporisée au cours du chauffage.

3) Faire tracer le graphique et déterminer la durée exacte d'ébullition. Imprimer le graphe après accord du professeur.

4) On rappelle que l'énergie électrique WE (en J) est égale au produit de la puissance P (en W) par la durée Δt (en s). Calculer l'énergie électrique WE (en J) consommée lors de l'ébullition.

5) Calculer la valeur de la chaleur latente Lv,exp, soit l'énergie nécessaire pour vaporiser 1 kg d'eau à 100 °C.

6) Comparer la valeur expérimentale avec la valeur théorique : Lv,théo = 2 256 kJ.kg-1

7) Pourquoi obtient-on une valeur différente ? Argumenter en citant au minium deux causes d'erreurs expérimentales.

Mes réponses:

1) P= 260W

2) m1: 166,63
m2: 158,27

donc m= m1-m2
m= 8,36g

3) J'ai fait le graph et j'ai trouvé que la durée exacte d'ébullition était de 150 s.

4) E= P*t
E= 260*150
E=39000

5) E= m*L

L= E/m
L= 39000/0,00836
L= 4665071,77 J.kg-1

Voilà, à partir de là je suis bloquée..
Pouvez-vous vérifier mes réponses svp?

Merci..

Posté par
pliut3
re : Aspect énergétique d'un changement d'état 02-03-16 à 13:21

svp?

Posté par
pliut3
re : Aspect énergétique d'un changement d'état 02-03-16 à 19:28

??

Posté par
iamat
re : Aspect énergétique d'un changement d'état 03-03-16 à 14:58

Salut,

Une partie de l'énergie a été utilisée pour passer l'eau liquide à 100°C (donc E est sur estimée)
Une partie de l'eau vaporisée est retombé dans l'eau liquide en se condensant sur  les paroi du ballon (donc m est sous estimée)  

Posté par
iamat
re : Aspect énergétique d'un changement d'état 03-03-16 à 15:00

pardon je vient de voirt que E était seulement calculer sur e temps d'ébulltion,

Donc E est surestimée car le ballon n'est pas isolé, la chaleur ne sert donc pas qu'à faire faire bouillr l'eau, l'énergie passe aussi dans l'air de la pièce.



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