2)

On te demande l'équivalent eau du calorimètre, c'est à dire qu'en supposant que le calorimètre a un même "c" que l'eau, quelle est la masse qu'il devrait avoir pour que son influence thermique soit ce qu'elle est.

95c*20 + 71c*50 + mc*20 = (95c+71c+ m.c)*31,3
95*20 + 71*50 + m*20 = (95+71+m)*31,3
5450 + 20m = 5195,8 + 31,3 m
m = 22,5 g

Donc le calorimètre se comporte thermiquement comme une masse d'eau de 22,5 g.

Sauf distraction.  

Bonjour,

Merci beaucoup JP, je n'avais pas du tout compris la question.
L'exo comporte une dernière question concernant la chaleur massique, est-ce que je dois tenir compte du résultat trouvé à la question 2) et ajouter 22,5g à m3, ou est-ce que je peux laisser ce que j'avais essayé de faire.

3) Le même calorimètre contient maintenant une masse d'eau m3=100g à la température t3=15°C. On y plonge un échantillon de métal de masse m4=25g à t4=95°C. La température finale est t"=16,7°C. Connaissant la capacité massique de l'eau, déduire la capacité massique c_p du métal.

Q3= m3.c_eau.(t4-t3)
Q4= m4.c_p.(t4-t3)
Q3+Q4=0

1ère version, avec les données telles quelle:
(100.4,18.80) + (25.cp.80) =0
cp=16,72

2ème version, en essayant de mettre les "bonnes unités":
(100.10^-3.4,18.10³.353) + (25.10^-3.c_p.353) = 0
c_p= 16720 J.kg^-1.K^-1

J'ai une différence de 10³entre mes 2 résultats, je pense que la 2ème version est plus cohérente, mais le chiffre trouvé me semble énorme (comparé à l'eau). De plus, je n'ai pas utilisé t"=16,7°C, est-ce que je devais le prendre à la place de (t4-t3)

Merci de m'aider à nouveau, la formule semble simple, mais je n'arrive pas à la manipuler.

3)

Comme le calorimètre est équivalent à 22,5 g d'eau, il suffit de considérer que la quantité d'eau est 100+22,2 = 122,5 g et ensuite "d'oublier" le calorimètre.

On a alors:

Quantité de chaleur gagnée par l'eau (et le calorimètre) = 122,5 * C(eau) * (16,7 - 15)
Quantité de chaleur cédée par le métal = 25 * c(métal) * (95 - 16,7)
---> on a :

122,5 * C(eau) * (16,7 - 15) = 25 * c(métal) * (95 - 16,7)

122,5 * 4,18 * (16,7 - 15) = 25 * c(métal) * (95 - 16,7)

c(métal) = 0,445 J.g^-1.K^-1, soit 445 J.kg^-1.K^-1
-----
Sauf distraction.  

Bonjour,

Merci pour ta réponse. J'ai compris comment utiliser t", toutefois, j'ai encore une question concernant les unités. c_eau=4,18 kJ.kg^-1.K^-1; est-ce que le résultat 445 n'est-il aussi en kJ ou faut-il utiliser 4,18.10³ pour faire les calculs?

Il faut rester cohérent dans les unités.

Si on utilise le g (gramme) comme unité de masse, il faut utiliser le J.g^-1.K^-1 pour l'unité de c.

Si on utilise le kg (kilogramme) comme unité de masse, il faut utilser le J.kg^-1.K^-1 pour l'unité de c.
-----

C eau = 4,18 J.g^-1.K^-1
est équivalent à
C eau = 4180 J.kg^-1.K^-1
est équivalent à
C eau = 4,18 kJ.kg^-1.K^-1
-----
Dans les calculs, comme j'ai utilisé le gramme comme unité pour les masses, j'ai alors utilisé le J.g^-1.K^-1 pour les c.

La valeur de c trouvée est donc de c(métal) = 0,445 J.g^-1.K^-1

Et si on veut la convertir, on peut aussi écrire :
c(métal) = 445 J.kg^-1.K^-1 ou encore c(métal) = 0,445 kJ.kg^-1.K^-1. Ces 3 réponses sont équivalentes.

Si on veut rester dans l'unité de base du SI (système international), alors la réponse est :
c(métal) = 445 J.kg^-1.K^-1
-----
A parte :

Ma balance m'indique que ma masse est de 84 kg , mais rien n'empèche que je dise que ma masse est de 84000 g ou bien de 0,084 Tonne ...
Cependant, si j'utilise ma masse pour faire des calculs, je doit prendre garde aux unités que j'ai choisi pour que les résultats soient corrects.
Exemple simpliste :
Une pomme a une masse de 50 g, ma masse est de 84 kg, quelle est la masse mesurée si je monte sur une balance avec la pomme en main ?
Facile, mais il faut bien entendu rester cohérant avec les unités et ne pas "mélanger" g et kg sinon ...

C'est pareil dans tous les exercices de physique (même si c'est un peu plus difficile), il faut rester cohérent dans les unités employées dans les calculs.

Sauf distraction.