Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Calorimétrie

Posté par
princesyb
01-03-17 à 17:50

Bonjour j'ai un petit probléme pour la question 3)b de cette exercice qu'on a corrigé en classe
Le voici

Un calorimétre contient de l'eau à la température \theta1=18,3°c;sa capacité thermiquetotale a pour valeur \mu=1350j.k-1
-On introduit un morceau de glace,de masse m=42g,prélevé dans le compartiment surgélation d'un réfrigérateur à la température \theta2=-25,5°c.Il y a fusion totale de la glace et la température d'équilibre est \thetae=5,6°c
-On recommencé l'expérience(même calorimétre,même quantité d'eau initiale,même température),mais on introduit cette fois un glaçon de masse m'=35h,à la température de 0°c.La nouvelle température d'équilibre est \thetae'=8,8°c
Déduire des deux expériences précédentes
1)La chaleur latente de fusion de la glace
On l'a corrigé en classe et on trouve
Lf=329556,5714J.kg-1
2)La capacité thermique massique Cg de la glace
Et on trouve Cg=2164,46J.Kg-1.K-1

3)On introduit un nouveau glaçon,de masse m=43g,à la température- 25,5°c,dans l'eau du calorimétre à la température \thetae' issue de la dernière expérience
a)Quelle est la température atteinte à l'équilibre thermique.Reste-il de la glace?

Pour cette partie notre prof a supposé qu'il ne reste pas de la glace c'est à dire que toute la glace a fondu
On a alors dans ce cas
Q2=mglaceCglace (0-\theta2
+mglaceLfusion+mglaceCeau(\thetae-0)

Qcalorimétre=(\mu+meauCeau)(\thetae-\thetae')

Q2+Qcalorimétre=0
.......
On trouve \thetae=-2,01°c
Résultat avérant donc toute la glace n'a pas fondu d'où \thetae=0°c

Bon ma question est assez simple je voulais savoir quelle serait l'application numérique de Q2 et Qcalorimétre si on avez supposé cette fois ci le contraire c'est à dire qu'il reste de la glace
Et aussi aprés cela fini il y a une propriété qui dit que
Si Q1+Q2+Q3>0 alors toute la glace ne fond pas

Si Q1+Q2+Q3<0 alors toute la glace fond

Et si on avait Q1+Q2+Q3=0
Quelle conclusion on aura?


Quand tout cela fini pouvez vous m'aidez à appliquer ces propriétés dans cette exercice

Posté par
vanoise
re : Calorimétrie 02-03-17 à 13:06

Bonjour

Citation :
Si Q1+Q2+Q3>0 alors toute la glace ne fond pas

Si tu considère le calorimètre parfaitement isolé thermiquement, ce qui bien sûr est une approximation, la somme des quantités de chaleurs échangées est nécessairement nulle.
Pour la mise en équation dans le cas d'un état final à 0°C, il faut considérer :
1° La quantité de chaleur échangée par l'eau et le calorimètre passant de \theta_1 à 0°C
2° La quantité de chaleur échangée par la masse totale de glace passant de -25,5°C à 0°C
3° La quantité de chaleur échangée par la fusion d'une masse m1 de glace ;  m1 est une valeur évidemment inférieure à la masse totale de glace, c'est ici l'inconnue du problème que l'on peut déterminer en écrivant que la somme des trois quantités de chaleurs est nulle.

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 18:27

Merci maintenant j'ai compris
On peut attaquer maintenant mon vrai problème et Svp pouvez vous me répondre avant demain
Un vase colorimétrique  contient 350g d'eau à 16°c.La capacité calorifique du vase et de ses accessoires est \mu=80J.K-1
1.On  plonge  dans l'eau de ce calorimétre,un morceau de glace de masse m=50g prélevé dans un congélateur à la température de -18°c.Quelle est la température d'équilibre sachant que toute la glace a fondu?
2.On ajoute dans le calorimétre un nouveau glaçon de masse 50g,toujours prélevé dans un congélateur à la température- 18°c.On constate que ce nouveau morceau de glace ne fond pas entièrement.Quelle est la masse de glace restante et la température d'équilibre

Bon mon problème est que dans cet exo on a ni donner Cglace,Ceau,Lf et en plus de tout cela c'est Oéquilibre que je dois calculer
Y aurait-il pas une erreur dans l'exercice

Posté par
vanoise
re : Calorimétrie 03-03-17 à 18:52

A la première question, la masse de glace ajoutée est suffisamment faible pour que la glace fonde en totalité ; tu dois donc obtenir une température finale supérieure à 0°C en utilisant la méthode de l'exercice précédent.
A la seconde question, la masse de glace est plus grande. seule une masse m1 de glace fond et la température finale est 0°C : voir mon message précédent.
Tu as évidemment besoin de données numériques. Parfois elles sont regroupées en fin de chapitre... Voici les valeurs habituellement retenues :
capacité thermique massique de l'eau :
ce=4,18.103J.K-1.kg-1
capacité thermique massique de la glace :
cg=2,06.103J.K-1.kg-1
chaleur latente massique de fusion de la glace :
Lf=3,33.105J.kg-1

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 19:13

Donc c'est l'exercice qui est incomplet parce que toute ses valeurs on ne me l'a pas donné

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 19:28

Je sais que j'avais dit que j'ai compris les trucs de À mais en faite j'ai essayé de le faire pour le premier exercice que je vous ai envoyé mais rien je ne sais comment on peut calculer les Q sans qu'il ait d'inconnu

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 19:33

Au lieu de À c'est À
désolé c'est à cause de ma correction automatique

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 19:33

princesyb @ 03-03-2017 à 19:33

Au lieu de À c'est Qdésolé c'est à cause de ma correction automatique

Posté par
vanoise
re : Calorimétrie 03-03-17 à 19:45

Certaines quantités de chaleur vont faire intervenir l'inconnue f (température finale)... Ensuite, en écrivant que la somme des quantités de chaleur vaut zéro, tu obtiens une équation qui te permet de calculer f.
Pour la seconde question, l'inconnue est m1.

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 19:54

Oui ça j'ai compris
Ma qquestion c'est de m'expliquer pour le tout premier exercice que je vous ai envoyé le calcul des 3 Q
Après je doit trouver que la somme est positive,mais comment faire les calculs

Posté par
vanoise
re : Calorimétrie 03-03-17 à 20:40

Je commence à me perdre dans tous ces énoncés.
Si tu le juges utile, je veux bien t'aider à résoudre l'exercice posté le  03-03-17 à 18:27
Dans ton message du 01-03-17 à 17:50 : les phrases suivantes :

Citation :
Et aussi aprés cela fini il y a une propriété qui dit que
Si Q1+Q2+Q3>0 alors toute la glace ne fond pas

Si Q1+Q2+Q3<0 alors toute la glace fond

sont fausses : si le calorimètre est parfaitement calorifugé  (hypothèse simplificatrice) on obtient nécessairement une somme des quantités de chaleurs nulle. Je ne vais pas t'aider à démontrer quelque chose de faux ! En revanche, je veux bien t'aider à résoudre rigoureusement telle ou telle question du tout premier problème. À toi de préciser...

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 20:45

D'accord aider moi pour l'exo de 18:27

Posté par
vanoise
re : Calorimétrie 03-03-17 à 21:20

Voici une solution pour la première partie. Je te laisse traiter tout seul la seconde.
L'ensemble (eau - calorimètre) passe de 16°C à \theta_{f}. La quantité de chaleur reçue est ;

Q_{1}=\left(m_{e}.c_{e}+\mu\right)\left(\theta_{f}-16\right)=\left(350.10^{-3}.4,18.10^{3}+80\right)\left(\theta_{f}-16\right)

Q_{1}=-24688+1543.\theta_{f}

La quantité de chaleur reçue par la glace pour passer de -18°C à 0°C est :

Q_{2}=m_{g}.c_{g}\left(0+18\right)=50.10^{-3}.2,06.10^{3}.18=1854J

La quantité de chaleur reçue par la glace pour fondre est :

Q_{3}=m_{g}.L_{f}=50.10^{-3}.3,33.10^{5}=16650J

La quantité de chaleur reçue par la glace fondue pour passer de 0°C à \theta_{f} est :

Q_{4}=m_{g}.c_{e}\left(\theta_{f}-0\right)=50.10^{-3}.4,18.10^{3}.\theta_{f}=209\theta_{f}

Le calorimètre est supposé parfaitement calorifugé :

Q_{1}+Q_{2}+Q_{3}+Q_{4}=0\quad soit\quad1752\theta_{f}-6184=0

La température d'équilibre finale est ainsi :

\theta_{f}=3,53\text{\textdegree C}

Posté par
princesyb
re : Calorimétrie 03-03-17 à 21:54

Merci j'ai compris mon problème c'était juste qu'on ne m'avait donné aucune valeur dans l'exercice



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

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

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 !