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Niveau terminale
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calorimétrie

Posté par
MSM
24-06-22 à 19:05

bonsoir j'ai un blocage avec cet exercice svp est ce que quelqu'un pourrait m'aider pour la dernière question b)
1)un vase calorimétrique en cuivre de masse m = 100g contient m1 = 200g d'eau et m2= 50,0g de glace en equilibre thermique. quelle est la temperature d'equilibre de ce systeme?
2)de la vapeur d'eau contenant de l'eau condensé est envoyé dans le melange précedent jusqu'à ce que la temperature du calorimetre et de son contenu devienne 30,0°c. on constate alors que l'augmentation de masse du vase et de son contenu est
m'= 25,0g.
a)­ quelle est la temperature initiale de la vapeur d'eau contenant l'eau condensee?
b­) calculer le pourcentage d'eau condensée dans la vapeur d'eau humide

Posté par
vanoise
re : calorimétrie 24-06-22 à 19:38

Bonsoir
Pour la question 2 a, il faut supposer la pression du mélange liquide vapeur égale à 1atm soit 1013hPa.
La réponse à la question 1 est facile...
Quel est l'état final du système ?
Il faut ensuite calculer les différentes quantités de chaleur et considérer l'évolution globale adiabatique.
Je te laisse réfléchir et proposer une solution.

Posté par
MSM
re : calorimétrie 24-06-22 à 22:21

desolé voici les données de l'exercice
Chaleur massique du cuivre: Ccu = 390J/ kg.°C
Chaleur massique de l'eau: J/kg Ce= 4180J/ kg.°C
Chaleur latente de vaporisation de l'eau Lv = 2,26.10^6J/kg à 100 °C.
Chaleur latente de fusion de la glace Lf= 3,35.10^5  à 0°C

Posté par
vanoise
re : calorimétrie 24-06-22 à 22:25

Merci pour ces informations. Essaie maintenant de tenir compte de mon précédent message. Revois ton cours si nécessaire.

Posté par
MSM
re : calorimétrie 24-06-22 à 23:08

bonsoir
j'ai calculé les quantités de chaleur necessaire à chaque corps pour arriver à 30°C
*quantité de chaleur nécessaire pour élever la temperature de l'eau et du calorimètre de 0°C à 30°C
Q1=(mCcu+m1Ce)*(30-0)
Q1=26250J
*quantité de chaleur nécessaire pour eélever la temperature  dela glace  0°C à 30°C
Q2=m2Lf+m2Ce(30-0)
Q2=19900 J
*quantité de chaleur nécessaire pour ramener l'eau condensée  de 100°C à 30°C soit m4 cette masse
Q3=m4Ce(30-100)
Q3=-292600m3
*quantité de chaleur nécessaire pour ramener de la vapeur d'eau de 100°C à 30°C soit m4 cette masse
Q4=m4Lv+m4Ce(30-100)
Q4=-1967400m4
Q1+Q2+Q3+Q4=0
292600m3+1967400m4=46150
m3+m4=0.025kg
=>m4=0.02318kg=>m4=92,072%

Posté par
MSM
re : calorimétrie 25-06-22 à 02:46

m3=1.82g=>%m3=7.18 pourcentage d'eau condensée
*m4=23.18g=>%m4=92.72
desolé j'avais fait une erreur

Posté par
vanoise
re : calorimétrie 25-06-22 à 11:46

La méthode est globalement correcte mais tu as commis une erreur de signe dans l'expression de Q4 : la valeur d'eau subit ici une liquéfaction . Conséquence sur le signe devant Lv ?
Revois aussi l'application numérique de Q2.

Posté par
MSM
re : calorimétrie 25-06-22 à 14:37

oui bien sur c'est vrai j'avais des erreurs
Q2=23020J
Q4=-2552600m4
alors on aura
292600m3+2552600m4=49270
m3+m4=0.025
=>m3=6.43g=>%m3=25.74 masse d'eau condensée
et m4=18.57g=>%m4=74.26

Posté par
MSM
re : calorimétrie 25-06-22 à 14:40

est-ce correct?

Posté par
vanoise
re : calorimétrie 25-06-22 à 15:44

D'accord maintenant avec tes quatre valeurs de quantités de chaleur. Pas tout à fait d'accord avec le résultat final. En remplaçant m4  par (25.10-3-m3) j'obtiens :
Q4=-63815+2,5526.106m3

Ainsi m3 est solution de l'équation :
26250+23020-292600.m3-63815 + 2,5526.106m3=0
Cela conduit à :
m3=6,435840708g qu'il convient d'arrondir à 6,44g ce qui correspond à un pourcentage massique de liquide saturant dans le mélange liquide vapeur égal à 25,7%.
Bref : à part un tout petit problème d'arrondi concernant m3, tu t'en sors très bien. Bravo !

Posté par
MSM
re : calorimétrie 25-06-22 à 16:01

Ok compris
Merci infiniment pour avoir pris du temps pour m'aider 🙏🏾



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