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Niveau seconde
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Calorimétrie avec pertes thermiques

Posté par
Medusar
27-01-14 à 17:25

Voilà mon problème:
Dans un calorimètre isolé, de valeur en eau 20g, on a placé 280g d'eau à 16°C. On suit la marche du thermomètre et on constate un refroidissement lent et régulier de 0,1 degré par minute. Après 10 minutes d'observation, on laisse écouler dans le calorimètre un filet d'eau à 20°C pendant deux minutes. La température finale est 16,8°C. Quelle masse d'eau a-t-on laisser écouler ?

J'attends vos réponses

Posté par
Medusar
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 27-01-14 à 17:48

Bonjour, au fait je n'arrive pas a capter l'énoncé de ce probleme et je ne sais meme pas si le titre correspond a ma question, mais j'attends impatiemment vos réponses!!!
Merci d'avance

Posté par
Medusar
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 27-01-14 à 19:10

Help, aidez moi

Posté par
Iamat
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 28-01-14 à 09:57

Salut,

l'énoncé est complet? d'où vient le refroidissement?
quel est la température du calorimètre avant de mettre l'eau à 16°C?

Réponds les Français ont le droit de savoir.

Posté par
Medusar
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 28-01-14 à 15:12

Le calorimetre avait la meme temperature que l'eau.
Je crois que le refroidissement vient des pertes thermiques (contact avec l'exterieur) (bon c'Est ce que je crois)
Merci d'avance

Posté par
Iamat
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 28-01-14 à 15:25

dans la réalité un calorimètre a effectivement des échanges thermique avec l'extérieur mais ici il est isolé, donc en théorie il n' y a pas d'échange.

En plus, il doit faire froid dans le labo si la température de l'eau à 16°C diminue de 0.1°C par minute.

Dans un calorimètre à isolé, de valeur en eau 20g , on a placé 280g d'eau à 16°C. On suit la marche du thermomètre et on constate un refroidissement lent et régulier de 0,1 degré par minute.

Après 10 minutes d'observation, on laisse écouler dans le calorimètre un filet d'eau à 20°C pendant deux minutes.

hypothèse1 : le calorimètre est à 16°c au départ

La température finale est 16,8°C. Quelle masse d'eau a-t-on laisser écouler ?

hypothèse2 : la baisse de température continue au rythme de 0,1 degré par minute pendant le mélange


température finale juste après la fin du mélange 16.8+0.1*2 =17°c car on a mis 2 minutes qui on fait chuter la température du mélange de 0.2°c

température initiale juste avant mélange 16-0.1*10=15°c vu que l'ensemble est à 16°C et qu'on attend 10 minutes pendant lesquelles on perd 1°C (0.1*10)

m ini*C*(f-i)+m versée*C*(f-versée)=0

(0.28+0.02)*(17-15)+m versée*(17-20)=0

je te laisse finir

Posté par
Medusar
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 28-01-14 à 15:53

Et je peux savoir d'ou vient ce refroidissement lent et regulier (puisque je croyais que ca venait de l'exterieur)????
Merci pour la reponse ca fait 0,2kg.

Posté par
J-P
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 28-01-14 à 15:54

Quelques remarques en passant.

Si le calorimètre refroidit comme indiqué ... c'est qu'il est dans une pièce à température bien inférieure à 15°C

On connait la vitesse de refroidissement (supposé constante) pendant les 10 premières minutes.
Mais il va aussi y avoir refroidissement pendant les 2 minutes utiles à "verser" l'eau à 20°C.
Le hic est que la quantité d'eau variant pendant ces 2 minutes, la capacité thermique du calorimètre avec l'eau augmente au cours du temps ... et que donc la vitesse de refroidissement devrait varier.

En passant sous silence toutes les bizarreries de l'énoncé et en considérant (à tort) que la vitesse de refroidissement reste la même aussi pendant les 2 min où on verse l'eau à 20°C :

Au départ, on a un équivalent de 280 + 20 = 300 g d'eau à 16°C

Au bout de 10 min, on a encore un équivalent de 300 g d'eau mais à 16 - 10*0,1 = 15 °C

On ajoute x g d'eau à 20°C en 2 min et donc la température dimininue de 0,2°C pendant ce laps de temps.
La température du mélange final, si il n'y avait pas de perte de chaleur pendant les 2 min, serait de 16,8 + 0,2 = 17°C

---> 300 * 15 + x * 20 = (300+x) * 17

4500 + 20x = 5100 + 17x
x = 200

On ajoute donc 200 g d'eau à 20°C
-----

C'est bien entendu un peu tiré par les cheveux, pour les raisons citées ci-dessus.

Posté par
Medusar
re : Calorimétrie avec pertes thermiques 28-01-14 à 18:08

Merci beaucoup, mais lamat , je crois que c'Est juste un exercice fictif pour voir si la matiere a été bien assimilée (il n'y a pas imaginer que ce soit réel) et je dirai la meme chose a J-P.
Puisque dans plusieurs exo on suppose que le calorimetre est adiabatique c'Est qui ne peut etre vrai.
Mais merci quand meme pour la resolution.



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