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Calorimétrie et vase de Dewar
Bonsoir,
Je n'arrive pas à faire cet exercice, j'aurais donc besoin d'aide. Merci d'avance à tous ceux qui me répondront.
Un calorimètre "vase de Dewar" contient une masse = 150 g d'eau. L'ensemble est à l'équilibre thermique à la température
= 20.0°C. On ajoute une masse
= 200 g d'eau à la température
= 80.0°C.
1.a. On supposera que le calorimètre est parfaitement isolé. Etablir un bilan énergétique pour le système {calorimètre + eau 1 + eau 2}.
J'ai compris qu'il fallait calculer l'énergie interne mais je n'arrive pas à le faire.
b. Représenter un diagramme énergétique faisant apparaître les systèmes {calorimètre + eau 1} et {eau 2} et les transferts énergétiques dont ces systèmes sont le siège.
2. Dans un premier temps, la capacité thermique du calorimètre sera négligée.
a. Exprimer la température d'équilibre thermique de l'ensemble en fonction de
,
,
et
.
b. Déterminer la valeur de .
3. Expérimentalement, à l'équilibre thermique, on mesure une température finale = 51.6°C. En déduire l'expression, puis la capacité thermique
du calorimètre.
Merci d'avance 
Bonjour
Tu peux considérer que tu as un système composé de 2 sous-systemes A et B
A = calorimètre + masse m1 d'eau
B= la masse m2 de l'eau que tu ajoutes
Le calorimètre étant parfaitement isolé, la variation d'énergie du système est nulle
U = UA + UB = 0
(on confond ici énergie interne et enthalpie)
Avec tes notations et si on appelle ce la capacité de l'eau (en J/g.K)
UA = [Ccalo + m1.ce](Tf - T1)
UB = m2.ce(Tf - T2)
On te dit ensuite, pour calculer Tf que tu peux considérer que Ccalo 
0
(Et pour faire le calcul numérique, ton cours doit te dire que ce = 4,18 J/g.K)
L'exercice ne devriat plus te poser trop de problème? ou bien?
Bonjour,
Je profite de ce genre de topic pour avoir des exercices
Combien trouvez-vous pour Tf par hasard svp? j'arrive pas à l'obtenir...
J'ai obtenu cette formule:
Tf = (T1*m1*C1+T2*m2*C2) / (m1*C1+m2*C2)
avec Ce = 4,18 J.K-1.g-1
T1 = 193K
T2 = 253K
m1 = 150g
m2 = 200g
Je ne trouve que des valeurs inferieures à 1!! Pouvez-vous m'aider svp?
Bonjour mjpopo
Il me semble que ton expression littérale de Tf est incorrecte (erreur de signe sur le numérateur)
T1 et T2 sont < 273 K. Tu traites donc du cas de 2 blocs de glace à l'intérieur d'un calorimère?
eeeeeeeeeeeee...
Voici le détail de mon calcul, je ne vois pas d'erreur... :-/
m1*C1(Tf-T1) + m2C2(Tf-T2) = 0
je développe : Tfm1C1 - T1m1C1 + Tfm2C2 -T2m2C2 =0
J'isole tout ce qui est avec Tf: Tfm1C1 + Tfm2C2 = T1m1C1 + T2m2C2
je factorise : Tf(m1C1+m2C2) = T1m1C1 + T2m2C2
donc Tf = T1m1C1 + T2m2C2 / m1C1 + m2C2
Après pour les températures, il faut bien convertir en Kelvin puisque Ce est en J.K-1.g
et si je me souviens bien : 0°C = 173K
Donc 20°C = 293 k > 273 K
et 80°C = 353 K > 273 K
AN : (293 * 150E-3 * 4,18E3 + 353 * 200E-3 * 4,18E3)/(150E-3 * 4,18E3 + 200E-3 *4,18E3)
= 327 K =54,3°C
Par contre pour la capacité thermique du calorimètre total, comment faisons-nous?
Si on utilise la formule /\U = m(calo)*/\T / /\U on trouvera une fraction impossible à résoudre puisque /\U =0...
Ca semble probable. Auparavant je trouvais un valeurs < 1 parce que je n'avais converti en kg et avais oublié le deuxième 4,18E3 au dénominateur...
C'est donc ça?
Re
Bon,
1) pour l'expression littérale de Tf, c'est moi qui lisais mal (mes lunettes n'était par propres j'avais lu un 'divisé où tu avaid mis un plus".
=> ta formule est bonne, même si tu devrais faire ressortir que c1 = c2 = ceau est qui simplifie quand même pas mal l'égalité finale (le "C" disparaissant!)
2) Conversion °C 
K
TK = T°C + 273
Par ailleurs, dans le calcul numérique le 150E-3 * 4,18E3 est un peu malTapropos .. la capacité thermique est généralement exprimé par gramme (cf. ce = 4,18 J.g-1.K-1) donc conserve les masses en grammes
Donc, 1 partout! (même si tu utilises bien 273 dans tes calculs ...
)
Pour la question 3) maintenant, dans la vraie vie, le calorimètre à une très légère capacité thermique Ccalo.
Donc l'équation du bilan énergétique s'écrit cette fois:
[Ccalo + m1.ce](Tf - T1) + m2.ce(Tf - T2) = 0
Ce que tu recherches cette fois c'est Ccalo
Après développement et réogranisation
Ccalo = ce.[ -m1 + m2.(T2-Tf)/(Tf-T1)]
J'arrive numériquement à une capacité de 29,7 J.K-1
Je crains d'être un peu plus à l'aise en thermodynamique qu'en relecture et correction de mes fautes d'orthographe et de frappe 
La "formule" pourrait s'écrire:
U = C x T
où, pour le "système" considéré,
U est la variation d'énergie interne
T est la variation de température
et C la capacité thermique du système
Dans la formule que tu évoque (qui est la même ... si, si)
U = mc x T
c est la capacité thermique PAR UNITE DE MASSE (ce qui explique le g-1, alors que C -du système- s'epxime en J.K-1)
et m sa masse,
donc (c x m) est bien la grandeur C dans "ma" formule
Maintenant, pour compléter l'explication, le sous-système A est la masse m1 d'eau et le calorimètre. Tu pourrais donc subdiviser A en 2 nouveaux sous-systèmes: A1 = l'eau et A2 = le calorimètre
Alors: UA = UA1 + UA2
Et en utilisant "nos" formules (la tienne pour l'eau dont on connait la masse et la capacité par untié de masse, la mienne pour le calorimètre dont on cherche la capacité total)
on trouve UA = Ccalo.T + m1.ce.T
J'ai fait de gros efforts pour essayer d'être limpide ... 
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