Bonjour, nous sommes en 1ère S et nous étudions actuellement Le transfert d'énergie et énergie interne.
Nous devons faire un exercice mais nous avons beaucoup de mal.
L'exercice est le suivant :

En 1847, Joule fit un compte-rendu à l'académie des Sciences sur des expériences qui permirent, pour la première fois, de comparer deux transferts d'énergie; travail et chaleur.

Le schéma de l'expérience est le suivant:http://books.google.fr/books?id=4fk77UzVKCwC&pg=PT74&lpg=PT74&dq=exercice+Exp%C3%A9rience+de+Joules&source=bl&ots=ZuTKl8ZV82&sig=cF0I2bknhcOg5CcVxvUNZ_sNWaE&hl=fr&ei=ErbFS5jhLZemnQOxz_jtDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CCUQ6AEwCQ#v=onepage&q&f=false

Un vase C contient un liquide, mercure ou eau. A l'intérieur de ce vase, des palettes en fer peuvent être mises en rotation par la chute de deux masses m. Le brassage du liquide pas les palettes élève la température de ce dernier. Ce transfert de chaleur provient du travail fournit par les poids des deux masses lorsqu'elles descendent. Joules écrivit:
"Le poids du mercure dans l'appareil était de 30 269g et il s'en suivait, d'après les expériences de M Regnault, sur la chaleur massique du mercure, qu'il serait égal, en capacité, à 442,12g d'eau.
Le poids du fer étant égal à 2569g, sa capacité pour la chaleur serait, d'après mes déterminations égal à 291,31g d'eau. L'absorption d'une "force mécanique" estimée par un poids de 715 023g tombant de 1 mètre fut ainsi accompagné par le dégagement de 2,2568°c dans 733,43g d'eau.
Par conséquent, la chaleur capable d'augmenter la température de 1g d'eau de 1°c est égal à une " force mécanique" capable d'élever un poids de 432,1g à 1m de hauteur."

QUESTIONS:
1) Les expressions "poids" et "force mécanique" utilisées par Joule n'ont pas la même signification aujourd'hui. Qu'aurait-il écrit actuellement ?

2)a- Quelle relation permet de calculer le travail des poids des masses m au cours de leur chute ?
Prendre g=10N.Kg^-1

2)b- Ce travail est-il intégralement transféré au liquide du vase ? Justifier.

3) Quelle relation permet de calculer le transfert thermique reçu par le liquide du vase ?

4)a- Calculer la chaleur massique de l'eau.
  b- En déduire celle du mercure puis celle du fer.
  c- Comparer avec les valeurs admises aujourd'hui (Recherchez dans une encyclopédie).

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1) Nous pensons que le "poids" pourrait être remplacé par "masse" et que la "force mécanique" pourrait être remplacé par "énergie potentielle de pesanteur"

2)-a : On pensait à la formule m x g x h avec :
m = 715 023g ; g donné  et h= 1 m

Mais nous pensons qu'il faut le démontrer et on ne sait pas comment.

2)b- : Non, le travail est aussi transféré aux palettes afin qu'elles tournent. Comme nous sommes pas sûres on ne peut le justifier =S

3) La relation nous semble être : Q= m (masse de l'eau) x C (capacité thermique massique de la substance) x (T°finale - T°initiale).
Encore une fois, on ne voit pas comment l'appliquer.

4) a - On n'arrive pas à continuer sans les réponses du début...



Merci de nous aider