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Calorimètrie

Posté par
moctar
17-03-07 à 10:14

Bonjour à tous,
Un pot cylindrique d'épaisseur négligable,de 10cm de diamètre et de hauteur h=30cm est rempli au 1/4 avec de l'eau.Ce pot est tenu verticalement par un oéprateur qui le retourne bout à bout 100 fois.
1)Quelle(s) transformation(s) accompagne(nt) cette opération.
2)Quelle est la variation de la température de l'eau en supposant que s'il y a échange de chaleur il n'a lieu qu'avec l'eau.
Chaleur massique de l'eau:4180J/Kg.K ; Masse volumique de l'eau:=1Kg/L
j'ai dit que le travail du poids de l'eau se transforme mais je ne sais pas comment procéder pour la valeur de ce travail.
Merci d'avance.

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:28

Bonjour,

Qu'as-tu déjà calculé ?
La masse d'eau par exemple ?

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:35

pour la masse de l'eau:
m=Ve or Ve=r2h avec h=1/4H donc m=(r2H)/4
m=2,35g

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:41

2 grammes c'est la masse de 2 cm3

L'expression que tu annonces est presque bonne ; tu as oublié la masse volumique

m = .r2.(H/4).

Maintenant il faut utiliser des unités cohérentes. Je te conseille d'utiliser les unités du système SI ; mais on peut faire autrement ; l'essentiel est de ne pas se tromper.

A toi... Indique bien les valeurs que tu utilises avec leurs unités

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:48

donc sachant que 1dm3=1l,je vais donc convertir les longueur en dm
donc j'aurai m=12(3/4).1=2,35 Kg

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:51

Ça va beaucoup mieux. Il reste une erreur

Ton choix d'unités est judicieux. C'est une bonne manière de faire

Le diamètre vaut 10 cm = 1 dm
Donc le rayon vaut...
et la masse...

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:53

m=0,58g

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:54

je veux dire Kg

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 10:57

Oui !

m = 0,589 kg

remarque : kilo est un préfixe et son symbole k ne prend jamais la majuscule (kg, km, kJ, etc.)

Quand le pot est retourné une fois de quelle hauteur tombe l'eau ? Cela te permettra de calculer ensuite le travail du poids de l'eau. Je te dirai ce que j'en pense ensuite, car ce problème est un peu "tiré par les cheveux".

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:02

l'eau tombe d'une hauteur égale aux 3/4 de H donc de 22.5 cm

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:06



Nous sommes d'accord (sur la manière de "faire le problème"). Il faut vraiment de l'imagination pour croire cela, mais donc tu as de l'imagination...

Maintenant c'est plus classique : une masse de 0,589 kg tombe 100 fois d'une hauteur de 0,225 m
Que vaut le travail du poids ? (n'oublie pas l'unité)

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:09

le travail du poids est égal à mgh=0,589x0,225x100=13.252J

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:11

Que vaut le poids ?

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:15

je suis vraiment maladroit,j'ai oublié le g
P=mg=0,589x10=5,89
donc le trvail de P est égal à Pxh=5,89x0,225x100=132,52J

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:22

Oui, attention à l'unité pour le poids : P = m.g = 0,589 * 10 = 5,89 N (ou 5,89 newtons)

Oui pour le travail du poids : environ 133 J (ou 133 joules)

Quelle sera en conséquence l'élévation de température de la masse m = 0,589 kg d'eau ? (en supposant que tout le travail du poids soit transformé en énergie interne de l'eau ; c'était la première question)

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:28

donc on aura mC=133J
=133/mC=0.054K
j'étais arrivé jusque là mais en utilisant la formule littérale du travail du poids et la masse se simplifie,est ce normal ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:35



Bon résultat pour la température : 5/100 de dégré Celsius... il faut espérer que l'opérateur ne réchauffe pas le pot avec ses mains !

Excellente question : oui c'est normal.
Le travail est proportionnel au poids et donc à la masse.
Et l'élévation de température est inversement proportionnelle à la quantité de matière à réchauffer, donc inversement proportionnelle à la masse.

En résolvant le problème littéralement (ce qui est la manière de bien faire) tu vois en effet cette simplification par la masse et tu peux comprendre son origine.

D'accord ?

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:39

oui j'ai compris.
Merci beaucoup.

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:41

Tiens ta remarque me fait penser à ce texte qui te rendra peut-être service :

(Lien cassé)

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:49

oui ca m'aidera,notre prof nous dit souvent ca,mais avec ses devoirs assez longs on a pas le temps de le faire.

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:50

Bon courage !
A une prochaine fois !

Posté par
moctar
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:51

oui.
Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Calorimètrie 17-03-07 à 11:51

Je t'en prie !



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