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Calorimétrie
Un calorimètre de capacité thermique 9,2 JK-1 contient une masse m=400g d'un mélange d'eau et de glace à la température de 0°C.
1)on envoie dans le calorimètre de la vapeur d'eau à 100°C sous la pression atmosphérique normale. Lorsque la masse du calorimètre a augmenté de 20g la température finale de l'ensemble est de 10°C. Calculer la masse de glace initiale
2)On ajoute dans le calorimètre un nouveau morceau de glace de -20°C
2.1)Reste-t-il de glace à l'équilibre ? Justifier
2.2)Si oui quelle est la température d'équilibre et les masses d'eau et de glace en présence?
2.3)Si non quelle est la température finale ?
Bonjour pourriez-vous m'aider à résoudre cette exercice j'ai des problèmes à la question 2) et pour la question 1) la masse du glace initiale j'ai trouvé 0,132kg soit 132g en passant par Q=Q1+Q2 mais pour Q1 j'ai pris "(M1cg+C)($eq-$1)" et pour Q2 j'ai pris "M2ce($eq-$2)-MvLv" le problème est que je ne connais pas Mv
Un calorimètre de capacité thermique 9,2 JK-1 contient une masse m=400g d'un mélange d'eau et de glace à la température de 0°C.
1)on envoie dans le calorimètre de la vapeur d'eau à 100°C sous la pression atmosphérique normale. Lorsque la masse du calorimètre a augmenté de 20g la température finale de l'ensemble est de 10°C. Calculer la masse de glace initiale
2)On ajoute dans le calorimètre un nouveau morceau de glace de -20°C
2.1)Reste-t-il de glace à l'équilibre ? Justifier
2.2)Si oui quelle est la température d'équilibre et les masses d'eau et de glace en présence?
2.3)Si non quelle est la température finale ?
Données: Ce=4180 JKg-1k-1 Lf=334000 Jkg-1 Lv=2260000 J.kg-1 Cg=2100J.Kg-1K-1
Bonsoir
Question 2 : A la fin de l'expérience 1, tu as une masse d'eau liquide de 420g à 10°C. Tu peux alors comparer deux quantités de chaleur :
1° : celle perdue par ces 420g d'eau et le calorimètre pour passer de 10°C à 0°C ;
2° : celle reçue par la glace ajoutée pour se réchauffer de -20°C à 0°C puis pour se liquéfier à 0°C.
Problème : la masse de glace ajoutée ne semble pas fournie par l'énoncé... Oubli de ta part où problème d'énoncé ?
le problème est que je ne connais pas Mv
Les changements d'état physique de l'eau conservent la masse. Si la masse dans le calorimètre augmente de 20g alors : Mv= ???
Cela va te conduire à revoir ton calcul de masse de glace initiale.
le problème est que je ne connais pas Mv
Les changements d'état physique de l'eau conservent la masse. Si la masse dans le calorimètre augmente de 20g alors : Mv= ???
Cela va te conduire à revoir ton calcul de masse de glace initiale.
Pour la masse Mv j'ai pris 20g est-ce que c'est la bonne réponse ?
C'est bien cela. Tu peux détailler ton calcul de la masse initiale de glace ?
MgLg+(M1cg+C)($eq-$1)+M2ce($eq-$2)-MvLv
En prenant $eq=10°C
Tu utilises des notations sans en préciser toujours la signification. Difficile de comprendre ce que tu écris.
Une remarque tout de même : la masse Mg de glace initialement présente est à 0°C. Elle fond en absorbant la quantité de chaleur Mg.Lf et devient ainsi de l'eau liquide qui se réchauffe mais sa capacité thermique massique est alors celle du liquide, pas celle du solide.
On peut considérer que la masse Mv de vapeur se liquéfie à 100°C puis se refroidit de 100°C à 10°C.
Pour la question 2 : tu ne m'a pas répondu à propos de la masse de glace ajoutée.
Oui désolé à la question 2 la masse de glace ajoutée n'est pas fournie par l'énoncée je pense que c'est là le problème
Mais pour la question numéro 1 est-ce que MvLv à 100°C est négative
Plusieurs méthodes sont possibles mais, à ce que je comprends, tu algébrises les quantités de chaleurs de sorte que, pour un calorimètre parfaitement isolé thermiquement, la somme algébrique des quantités de chaleurs est nulle. Dans ces conditions, la réponse à ta question est "oui". Je détaille la méthode pour la question 1 et te laisserai continuer.
La masse Mg de glace fond à 0°C en absorbant la quantité de chaleur Mg.Lf. La masse M=400g d'eau et le calorimètre à 0°C absorbe aussi de la chaleur en passant de ti=0°C à tf=10°C.
La quantité de chaleur Q1 reçue par le calorimètre et son contenu initial est ainsi :
Q1=Mg.Lf+(C+M.ce).(tf-ti)
avec C=9,2J/K : capacité thermique du calorimètre.
La masse de vapeur cède la quantité de chaleur Mv.Lv en se liquéfiant puis cède de la chaleur en se refroidissant à l'état liquide de tv=100°C à tf=10°C. Ces quantités doivent être comptées négativement puisque ce sont des quantités de chaleur perdues.
Q2=-Mv.Lv+Mv.ce(tf-te).
Ecrire Q1+Q2=0 conduit à une équation avec pour seule inconnue Mg.
Pour la question 2 : impossible à résoudre sans connaître la masse de glace ajoutée à -20°C. S'il s'agit d'un exercice d'entraînement, tu pourrais éventuellement traiter la question avec m=60g puis avec m=20g.
Bonjour,
Un énoncé complet est préférable.
Trouvé sur le net, ici : 
Un calorimètre de capacité thermique µ=9,2 J.K-¹ contient une masse m=400 g d'un mélange d'eau et de glace à la température de to=0 °C. 1) On envoie dans le calorimètre de la vapeur d'eau à t₁=100°C sous la pression atmosphérique normale. Lorsque la masse du calorimètre a augmenté de mv=20g la température finale de l'ensemble est de tr=10 °C. Calculer la masse de glace initiale. 2) On ajoute dans le calorimètre un nouveau morceau de glace de masse mg=100g à la température t-20 °C. 2-1/ Reste-t-il de la glace à l'équilibre ? Justifier. 2-2/ Si oui, quelles sont la température d'équilibre, les masses d'eau et de glace en présence ? Si non, quelle est la température finale? - Capacité thermique massique de l'eau liquide ce=4180 J.kg¹.K-¹. - Chaleur latente de fusion de la glace Lr = 3,34.105 J.kg¹; - Chaleur latente de vaporisation de l'eau Lv=2,26.106 J.kg¹ ; - Capacité thermique massique de la glace cg = 2100 J.kg¹.K-¹.
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