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Calorimétrie

Posté par
so213
22-05-16 à 15:01

Bonjour à tous, je bloque sur une question de l'exercice que voici :

Un calorimètre contient une masse m1=250g d'eau. La température initiale de l'ensemble est q1=18°C. On ajoute une masse m2=300g d'eau à la température q2=80°C.

1. Quelle serait la température d'équilibre thermique qe de l'ensemble si la capacité thermique du calorimètre et de ses accessoires était négligeable?

Je sais que Q1+Q2=0
Q1=0.250*4185(x-18)
Q2=0.300*4185*(x-80)

0.250*4185(x-18) + 0.300*4185*(x-80) =0
x=51.8°C
Donc qe=51.8°C

2-
J'ai déjà la réponse que voici mais je ne la comprends pas :

Quantité de chaleur captée par l'eau froide et le calorimètre:

Q1=(m1.ce + C).(qe - q1). Pourquoi "+C"  ???

Quantité de chaleur cédée par l'eau chaude:

Q2=m2.ce.(qe - q2).   je suis d'accord

Le système {eau + calorimètre} est isolé:

Q1+Q2=0 ça ne devrait pas plutôt être Q1+Q2+Q3=0 ?? Car dans un TP Q3(calorimètre) était toujours pris en compte, dans la question 1 je ne l'avais pas pris en compte car la question précisé de ne pas le prendre en compte mais concernant ça question on devrait non ??

(m1.ce + C).(qe - q1) + m2.ce.(qe - q2) = 0

C.(qe - q1) = -m1.ce.(qe - q1) -m2.ce.(qe - q2) = 0

C = -m1.ce.(qe - q1) - m2.ce.(qe - q2) / qe - q1
C = m1.ce.(qe - q1) + m2.ce.(qe - q2) / q1 - qe
C= 250.10-3.4185.(50-18) + 300.10-3.4185.(50-80) / 18-50
C=130,8 J.K-1

Voilà merci de bien vouloir m'aider


2. On mesure en fait une température d'équilibre thermique qe=50°C.  Déterminer la capacité thermique C du calorimètre et de ses accessoires.

Posté par
picard
re : Calorimétrie 22-05-16 à 15:35

Bonjour.

Je valide votre réponse à la question 1), on a bien f = 51.8 °C.

Pour la suite...

Citation :
Q1=(m1.ce + C).(qe - q1).  Pourquoi "+C"  ???
On considère que les 300 g d'eau à 80 °C qui ont été ajoutés ont servi à réchauffer les 250 g d'eau et le calorimètre initialement à la température de 18 °C.

Citation :
Q1+Q2=0  ça ne devrait pas plutôt être Q1+Q2+Q3=0
Cela revient au même...

Ecrire :    (m1 ce + C) (f - 1) + m2 ce (f - 2) = 0
ou :    m1 ce (f - 1) + C (f - 1) + m2 ce (f - 2) = 0
c'est la même chose, à une factorisation près...

En fait, cela dépend de ce que l'on appelle Q1, est-ce la quantité de chaleur mise en jeu par les 250 g d'eau SEULS, ou la quantité de chaleur mise en jeu par les 250 g d'eau ET le calorimètre.

Votre réponse numérique est correcte, mais dans le calcul qui précède, les masses doivent être exprimées en kg et non en g !
Attention.

A plus.

Posté par
so213
re : Calorimétrie 22-05-16 à 19:55

vous avez écrit "C (f - 1)" or dans la formule il faut aussi multiplier par la masse , en le l'écrivant (car l'énoncé ne nous l'indique pas) cela ne risque pas de fausser l'égalité ?

Merci de votre réponse

Posté par
picard
re : Calorimétrie 22-05-16 à 20:26

Citation :
vous avez écrit "C (f - 1)" or dans la formule il faut aussi multiplier par la masse     
Je ne vois ça nulle part !

Posté par
so213
re : Calorimétrie 23-05-16 à 16:51

Et bien la formule c'est Q=m(masse)*C*(Tétafinal-tetainitial)

Posté par
so213
re : Calorimétrie 23-05-16 à 17:07

Car dans mon TP, on devait déterminer la capacit" calorifique du calorimètre et pour se faire on a appliqué Q=m*c*(f-initial) et on avait donc peser le calorimètre pour déterminer sa masse.

Posté par
picard
re : Calorimétrie 23-05-16 à 18:09

Citation :
la formule c'est Q=m(masse)*C*(final-initial)
Lorsqu'on écrit cela, la masse (que vous notez m(masse)) n'est pas la masse du calorimètre ; si C est la chaleur massique de l'eau (plutôt notée ceau = 4185 J.kg-1.K-1), m(masse) représente,  une grandeur appelée "valeur en eau" du calorimètre.

La capacité thermique du calorimètre est la quantité C = m(masse) ceau

Revoyez vos définitions, il me semble que vous faites quelques confusions.

Citation :
on avait donc peser le calorimètre pour déterminer sa masse

Si vous avez pesé le calorimètre, c'est sans doute pour pouvoir déterminer avec précision les masses d'eau m1, puis m2 qui y ont été introduites.

Si vous avez un doute, précisez l'intégralité du mode opératoire que vous avez suivi.

A plus.



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