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Fusion d'un glaçon

Posté par
beugg
14-02-16 à 11:21

Bonjour
J'aimerais avoir votre avis sur ma réponse
Chapitre : Calorimètrie
Voici l'énoncé :

Un calorimètre de capacité thermique C = 150 J.K-1 contient une masse m1= 200g d'eau à la température initiale 1= 70°C.On y place un glaçon de masse m2= 80g sortant du congélateur à la température 2= -23°C.
Déterminer l'état final d'équilibre du système (température finale,  masse des différents corps présents dans le calorimètre).
Données : Chaleur massique de l'eau : Ce = 4185 J.kg-1.K-1. Chaleur massique de la glace: Cg= 2090 J.kg-1.K-1. Chaleur latente de fusion de la glace : Lg= 3,34.105 J.kg-1

Ma réponse :

e= (m1Ce1+m2L2+C1)/ (m1Ce+m2L+C) ?

Merci d'avance

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 14:39

Bonjour

e= (58590-614560+10500)/(837+26720+150) = -19,69°C ?

Est-il correct?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 15:16

J'aime bien faire ces exercices , étape physique par étape physique , comme on le trouve dans certains corrigés  .
Mais vous avez le droit de faire comme votre façon .
Sans tout corriger ( pour l'instant ) , je vois que vous n'utilisez pas au moins une donnée  ,
la chaleur massique de la glace , donc c'est faux .
Voyez vous , physiquement , ce que représente cette donnée  ?

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 18:36

quarkplus @ 15-02-2016 à 15:16


Voyez vous , physiquement , ce que représente cette donnée  ?


C'est la quantité de chaleur qu'il faut prendre ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 18:52

C'est la quantité de chaleur à fournir au glaçon pour passer de  -23°  à 0°   , juste avant de fondre .
A vous pour l'exercice .

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 19:26

Ok
Ici , parmi ces corps lequel doit perdre ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 19:59

Toujours le plus chaud qui perd .

Je prendrai l'eau et le calorimètre à 70 °  .

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 20:00

N'est ce pas le glaçon gagne ?

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 20:00

Desolé je n'avais pas vu la suite

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 20:45

Ok  <==>

Qc+Qe= Qg+Qf

150 (70-f)+0,2*4185 (70-f)= 0,08*2090 (0+23)+0,08*3,34.105

70-Of= \frac { 0,08*2090 (23)+0,08*3,34.10^5}{150+0,2*4185}
 \\ 
 \\ Of= \frac {-65176}{987} +70= -66,03+70
 \\ 
 \\ Of= 3,97°C  ?
 \\

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 22:09

On reprend tout , on traite cet exercice pas à pas , on effectue les calculs partiels  :

1 - Quantité de chaleur initiale calorimètre et eau  :

2 - Quantité de chaleur à fournir pour amener le glaçon à 0°  :
3 - Quantité de chaleur à fournir pour fondre le glaçon   :

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 15-02-16 à 22:32

Ok

La quantité de chaleur initiale ; calorimètre et eau:
Q1= C (1-f)+m1Ce (1-f)

= 150 (70-f)+0,2*4185 (70-f)

= (70-f)(150+0,2*4185)

Q1= 69090-987f ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 07:56

1 -  [ ( 0.2  .  4185 ) + 150 ]   70    =   69090 J

On va se débarrasser tout de suite du calorimètre en le remplaçant par son équivalent en eau , " la masse en eau "  :  elle vaut    150/ 4185  =  0.0358 4 kg    d'eau .

Ce n'est pas obligatoire de  faire ceci , mais je trouve que cela simplifie les raisonnements pour la suite , donc  ,

1 bis -       0.2358 4 .   4185 . 70   =    69090  J  ( heureusement même résultat ....)

A vous pour 2 et 3  .

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 16:27

Bonjour quarkplus
Malheureusement,  je neccomprends pas bien votre merveilleux raisonnement.

Mais pour la suite:

Q2= m2Cg (0+23)
= 0,08*2090 (23)

Q2= 3845,6 J


Q3= m2*Lg= 0,08*3,34.105

Q3= 26720 J  ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 16:38

Oui, et oui .

4 - La chaleur somme de ces 2 termes  , a été prise aux 0.23584 kg d'eau qui étaient
à 70 ° .  Quelle est donc la quantité de chaleur restant à  ces 0.23584 kg d'eau  , et donc quelle est sa température ?

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 17:30

quarkplus @ 16-02-2016 à 16:38

Quelle est donc la quantité de chaleur restant à  ces 0.23584 kg d'eau


C'est Q1 -(Q2+Q3) ?

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 18:20

Peut être je ne comprends pas ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 18:30

Où a été prise la chaleur pour réchauffer le glaçon et le faire fondre ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 18:32

C'est juste , mais faites l'application numérique à la suite ...

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 19:19

Ok
<==>

69090-987f= 3845,6+26720 ==>

-987f= -38524,4

f= 39,03°C ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 19:33

Oui, c'est bon et c'est presque fini :
Vous avez d'un coté 0.23584 kg d'eau à 39.03 °C   PLUS  0.080 kg  d'eau à 0°C  , celle de la fusion du glaçon que nous avons laissé en réserve .

Donc, température finale du mélange ?

Ceci , vous devez savoir le calculer , c'était dans un de vos exercices  précédents ...

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 19:51

La température finale du mélange ce n'est pas 39.03 +0 ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 20:37

Non, non, vous devez comprendre que c'est fonction aussi des masses respectives .
Un modérateur vous a fait un exercice où il y avait ce calcul .
Je vous laisse chercher un peu .

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 21:11

D'accord

*Ce (39,03-f)+m2Cg (0-f)=0

en développant et transposer :

f (-39,03-m2Cg)= -39,03**Ce

Of= \frac {-39,03*0,23584*4185}{-39,03-0,08*2090}
 \\ 
 \\ = \frac {-38522,23531}{-206,23}
 \\ 
 \\ Of= 186,79°C  ?

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 21:23

Stop, stop  , stop !   On mélange de l'eau à 39°C    avec de l'eau à 0 °C   et on obtient  
de  l'eau à 187 ° C   !?!?!?!
Les applications numériques ont du bon , mais il faut regarder ses résultats avec critique
et ne pas écrire n'importe quoi  .
On va obligatoirement obtenir un mélange à moins de 39 °C  , je vois  cela tous les jours avec les robinets eau chaude , eau froide du lavabo  .

Posté par
saloua11
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 21:26

***Message supprimé --> merci de respecter les règles du forum***

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 22:28

Salut saloua
---------

Je continue avec  quarkplus .

J'avais fait une erreur de calcul .Je reprends tout:

Juste après le développement. ...

f (-*Ce-m2Cg)= -39,03**Ce

Of= \frac {-39,03*0,23584*4185}{-0,23584*4185-0,08*2090}
 \\  
 \\ = \frac {-38522,23531}{-1154,1904}
 \\ 
 \\ Of= 33,37°C  ?

Posté par
saloua11
re : Fusion d'un glaçon 16-02-16 à 22:37

Slt,D'accord quarkplus ,et merci a vous

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 17-02-16 à 08:06

On mélange  2 liquides identiques  :

Tf  = [ (m1T1 ) + ( m2T2 )] /  (m1 +m2 )

(0.23584 . 39.03  +  0.08 . 0 )  /  0.23584 + 0.080     =    29.14 °C

Avez vous tout compris ?
Si vous préférez la solution littérale , la voilà ....


***Raccourci url ajouté***

Posté par
saloua11
re : Fusion d'un glaçon 17-02-16 à 14:23

***Message supprimé --> merci de respecter les règles du forum***

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 17-02-16 à 19:21

Bonjour quarkplus

J'aimerais terminer l'exercice avec la première méthode que vous m'avez indiquée

Juste maintenant pour savoir où est mon erreur

Votre dernière méthode me semble un peu différente avec la première

Merci

***Doublon supprimé***

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 17-02-16 à 19:23

Pardon c'est une faute frappe

Posté par
quarkplus
re : Fusion d'un glaçon 17-02-16 à 19:29

Je n'ai proposé qu'une méthode , la méthode par étapes physiques .

Si vous voulez écrire la réponse littérale , je vous ai donné le lien  .
Avec le lien, vous devez voir votre erreur , tout est détaillé  .

Posté par
beugg
re : Fusion d'un glaçon 17-02-16 à 19:49

Oui j'ai compris

Merci beaucoup pour votre aide avec tous ces explications
Merci



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