Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau licence
Partager :

Bilan des chaleurs échangées

Posté par
thelastnaruto
05-06-15 à 14:43

Bonjour pouvez-vous me donner la méthode pour faire un bilan des chaleurs svp. Merci

Voici l'énoncé
On réalise une expérience à la pression atmosphérique Patm supposée constante. On dispose d'un calorimètre idéal contenant une masse d'eau M=1kg a la température T1=20°C. On y ajoute un bloc de glace de masse m=50g a la température T2=-4°C. On se propose d'étudier la transformation subie par le système (eau +glace) une fois l'équilibre thermodynamique atteint. On considéra dans l'ensemble du problème que les parois internes du récipient ne participent pas aux échanges thermique: le système (eau+glace) est un système isolé du milieu extérieur.

1) on observe que la glace fond et que l'eau liquide atteint la température d'équilibre Teq. Faire un bilan des chaleurs échangées entre la glace et l'eau liquide dans le calorimètre. Pour cela on séparera les chaleurs échangées pour que toute la masse de glace atteigne la température T0=0°C puis fonde et finalement se réchauffe pour atteindre la tempête Teq=20°C a Teq. Donner l'expression littérale de la tempête a l'équilibre Teq en fonction des donnés du problème.

Donné:
Ceau=4,18KJ.kg-1.K-1
Cglace=2,06KL.kg-1.K-1
Chaleur latente de fusion de la glace Lf=333kJ.kg-1

Je ne vous demande pas de me donner la réponse je veux juste connaître la méthode pour pouvoir répondre à différentes transformation (dans le cas d'une vaporisation par exemple) si vous voulez vous pouvez me montrer comment faire avec l'exemple que je vous ai donné (c'est un sujet que j'ai eu à mon examen mais que je n'ai pas su résoudre) je connais les formules Q=m.Cm.(Tfinal-Tinitial)=C.(Tf-Ti). Merci

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilan des chaleurs échangées 05-06-15 à 15:29

bonjour,

pour calculer la quantité de chaleur absorbée par le glaçon il faut décomposer en 3 étapes du fait du changement de phase
(car on ne peut pas appliquer Q=mCT s'il y a un changement de phase)

pour faire fondre un glaçon il faut :
a) le chauffer jusqu'à ce qu'il atteigne la température de fusion (il reste sous forme de glace donc pas de changement de phase)
b) le faire fondre (changement d'état, à T et P constante pour un corps pur)
c) chauffer enfin le liquide issue de la fonte ( qui est donc à la température de fusion) jusqu'à la température finale (>0°C et <=100°C car sinon on a un second changement de phase

Posté par
thelastnaruto
bilan 05-06-15 à 16:16

merci
Q=0.005*2.06*(-4-100)*333+1*4.18*(20-0)
a:0.005*2.06*(-4-100) (chauffer pour atteindre temp de fusion)
b:333 (changement état)
c:1*4.18*(20-0) (chauffer enfin le liquide issue de la fonte)

j'aimerais savoir egalement si on doit convertir en kelvin et aussi dans l'expression précédente moi j'ai fait (*300) peut etre que c'est + ou - et aussi de meme pour l'etape c moi j'ai fait +1*4.18*(20-0)

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilan des chaleurs échangées 05-06-15 à 17:49

j'ai du mal à suivre tes calculs

d'abord la température finale Teq est forcément inférieure à 20°C
d'autre part l'eau fond à 0°C (à la pression atm.)
enfin, lors d'un changement de phase, Qp = mL (avec ici L = Lfusion)

Posté par
thelastnaruto
Bilan 05-06-15 à 17:56

Q=0.005*2.06*(-4-0)*333*0,005+1*4.18*(20-0)

Posté par
thelastnaruto
Bilan 05-06-15 à 17:57

Non c
Q=0.005*2.06*(0+4)*333*0,005+1*4.18*(20-0)

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilan des chaleurs échangées 05-06-15 à 18:09

c'est illisible

1kg d'eau à 20°C passe de 20°C à Teq (>0°C) : que vaut Qeau énergie thermique cédé par l'eau?

50g de glaçon à -4°C fondent et l'eau (issue de la fonte) monte à la température de Teq : que vaut Qglaçon absorbée par le glaçon?

on demande en outre l'expression littérale avant l'A.N.

Posté par
thelastnaruto
Bilan 07-06-15 à 11:52

Re bonjour

Q=m*Cglace*(Tf-Ti)*m.L*m*Ceau*(Tf-Ti)

Q=0.005*2.06*(0+4)*0,005*333*0,005+1*4.18*(20-0)

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilan des chaleurs échangées 07-06-15 à 12:53

c'est tjs aussi confus! tu mélanges les signes + et les signes x
c'est pas très sérieux tout ça



le système {eau+glace} est isolé donc l'énergie interne se conserve lors de la transfo.:

U = 0 = Qeau + Qglace

ensuite on calcule Qeau

puis Qglace

sous forme littérale avec les notations de l'énoncé T1, T2, Teq, M, etc.

puis on calcule Teq (QUI NE VAUT PAS 20°C pour la nième fois!)

Posté par
thelastnaruto
Bilan 09-06-15 à 08:55

Bonjour,

Qglace+Qeau=0
Q=m.Cg.(T0-T2)
Q=m.L
Q=m.Ceau.(Teq-T0)
Q=M.Ceau.(Teq-T1)

Mais maintenant je fais quoi ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilan des chaleurs échangées 09-06-15 à 19:06

ben, tu écris que Qglace+Qeau=0 et ça donne Teq

Qglace étant la somme des 3 premiers termes



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !