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Calorimétrie, méthode des mélanges
Bonjour !
Je rencontre une difficulté dans la résolution d'un exercice de physique sur la calorimétrie. Pourriez-vous m'aider ?
Voici l'énoncé :
Un calorimètre contient 95g d'eau à 20°C. On y ajoute 71g d'eau à 50°C. Quelle serait la température d'équilibre si on pouvait négliger la quantité de chaleur captée par le vase et ses accessoires ?
J'ai fait ceci :
On utilise Q = m * c * (Tfinale - Tinitiale)
Le calorimètre est un système isolé donc Q1+Q2 = 0J.
Ainsi, T finale = (m1*c eau* T initiale 1 + m2 * c eau * T initiale 2 ) / m1*c1 + m2*c2
J'ai trouvé 32,83°C (après avoir fait la conversion Kelvin → Celsius).
La suite de l'exercice me pose problème :
La température d'équilibre réelle mesurée est de 31,3°C. En déduire la masse équivalente en eau du calorimètre.
Le même calorimètre contient maintenant 100g d'eau à 15°C. On y plonge un échantillon métallique de masse 25g sortant d'une étuve à 95°C. La température d'équilibre étant 16,5°C, calculer la capacité calorifique massique du métal (on tiendra compte de la valeur en eau du calorimètre).
Merci par avance pour votre aide !
Bonjour,
Pourquoi postes-tu en première quand ton profil indique iut 
Pour la première question tu mets trop de chiffres significatifs à la vue de ceux fournis par l'énoncé.
Pour la deuxième question, tu l'as écrit toi-même :
On utilise Q = m * c * (Tfinale - Tinitiale)
avec Tfinale = 31,3°C et Tinitiale = 20°C
donc m = ?
Que proposes-tu pour la dernière ?
J'ai posté en 1ère car apparemment ce chapitre est niveau 1ère S, je me disais que c'était plus approprié !
Merci beaucoup pour ton aide, du coup Q = m * c * (Tfinale - Tinitiale)
avec Q = 0J, c = , Tfinale =31,3°C, T initiale = 20°C
Donc on isole m et on remplace par les données ... Mais je ne parviens pas à isoler m ... (désolée au lycée les maths/physique c'était pas mon fort ... !)
Mais non, tu ne vas pas t'en sortie en l'état. Ce que je voulais dire par là c'est qu'il faut introduire dans ton équation initiale (celle exprimée en question 1) la quantité de chaleur captée par le vase et ses accessoires = celle du calorimètre.
En effet, cette quantité de chaleur, en supposant que le calorimètre a la même capacité thermique que l'eau, est la masse qu'il devrait avoir pour que son influence thermique soit ce qu'elle est.
Notons cette masse m3, la capacité thermique de l'eau ceau, sachant que la nouvelle température finale est T'finale = 31,3°C.
Remarque : attention à l'écriture de la question 1
T finale = (m1*c eau* T initiale 1 + m2 * c eau * T initiale 2 ) / (m1*ceau + m2*ceau)
Je vais résumer ce que j'ai écrit hier soir : si j'appelle Q3 la quantité de chaleur captée par le vase et ses accessoires. Cette quantité de chaleur, en supposant que le calorimètre a la même capacité thermique que l'eau, est la masse qu'il devrait avoir pour que son influence thermique soit ce qu'elle est.
Notons cette masse m3, la capacité thermique de l'eau ceau, sachant que la nouvelle température finale est T'finale = 31,3°C.
Le calorimètre est un système isolé donc Q1+Q2 + Q3 = 0 J.
Je te laisse dérouler les calculs ...
Merci !
Voici ce que j'ai fait :
On note :
m1 = 95x10-3kg
T1 initiale = 20°C = 293,15K
m2 = 71x10-3kg
T2 initiale = 50°C = 323,15K
m3 : la masse équivalente en eau du calorimètre, ce qu'on cherche
T3 initiale = 20°C = 293,15K ??
ceau = 4186 J.Kg-1.K-1
T finale = 31,3°C = 304,45 K
On utilise Q = m*c*(Tfinale - Tinitiale)
Le calorimètre est un système isolé : Q1 + Q2 + Q3 = 0J
m1*ceau*(Tfinale - T1 initiale) + m2*ceau*(Tfinale - T2 initiale) + m3*ceau*(Tfinale - T3 initiale) = 0 J
95*10-3 * 4186 * (304,45-293,15) + 71*10-3 * 4186 * (304,45 - 323,15) + m3 * 4186 * (304,45-293,15)= 0
4493,67 - 5557,75 + 47301,8 m3 = 0
47301,8 m3 = 1064,08
m3 = 0.022 kg
m3 = 22g
J'ai un gros doute, qu'en penses-tu ?
Merci !
Sauf erreur de ma part, tu as dû trouver m3 = 22,5 g.
Donc avec 2 chiffres significatifs (compte tenu des données de l'énoncé), cela donne 23 g.
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