Voici l'exercice :
La capacité thermique d'un calorimètre et de ses accessoires est de 190 J.K^-1. On verse 400g d'eau dans le vase calorimétrique. La température d'équilibre est O1 = 18.5°C.
1) On introduit dans le calorimètre un morceau de glace à la température O2 = -24°C. L'augmentation de masse du calorimètre est alors de 35g. Quelle est la température finale à l'équilibre ?
2) On plonge ensuite un bloc de cuivre de 515,8g sortant d'un four. On constate qu'à l'équilibre la température est de nouveau de 18,5°C. Quelle est la température du four ?
Données : Cglace = 2100 J.kg.K
Ceau = 4180 J.kg.K
Lfusion = 330 kJ.kg
Ccuivre = 387 J.kg.K
Je ne sais pas comment trouver 0f pour le 1) puisqu'il y a changement d'état et je ne sais pas non plus trouver 02 dans le 2)... merci de votre aide !
Bonjour,
Suggestion :
Calculer (numériquement) la quantité de chaleur Q1 que peut fournir l'ensemble { eau + calorimètre } en passant de 18°,5 C à 0°C
Calculer ensuite (toujours numériquement) la quantité de chaleur Q2 nécessaire pour amener la glaçe à 0°C puis à la faire fondre entièrement.
Si |Q1|> |Q2| alors la glaçe fond entièrement et le reliquat de chaleur va élever la température de l'ensemble {calorimètre + eau + eau de fusion} jusqu'à la température cherchée. C'est le cas le plus simple.
Si |Q1|< |Q2| alors il reste de la glace non fondue et il faudra une analyse plus fine pour savoir si celle ci a commencé de fondre ou pas.
Merci pour ta réponse ! Cette dernière m'a beaucoup aidé. J'ai donc réussi à faire la première question. Pour la deuxième question, je ne sais pas quelle formule utiliser ?
L'eau chaude donne plus d'énergie que la glace ne prend pour se réchauffer à 0°C puis fondre. Le résultat est environ 9,69°C à l'équilibre.
Je n'aime guère le terme de "formule".
On a toujours l'impression de quelqu'un qui fouille sans trop réfléchir dans un "sac à formules" en espérant tirer "la bonne"
Pour la 2ème question il suffit d'appliquer la même loi de la physique que celle que tu as déjà utilisée pour résoudre la première.
Ok. Seulement, j'ai oublié de prendre en compte le calorimètre dans l'énergie que peut donner l'eau + calorimètre en passant de 18,5 à 0°C...pour rajouter le calorimètre c'est juste 190×18,5 ?
Je n'ai pas trouvé le même résultat que toi en ce qui concerne la température d'équilibre.
Impossible pour moi de voir d'où provient le différence puisque tu ne postes pas le détail ton calcul.
Tu es sur la bonne voie.
Je viens de vérifier qu'en "oubliant" le calorimètre on trouve en effet 9,69°C
Le problème doit venir du calorimètre qui agit , comme le reste :
Dès le départ , je transforme le calorimètre par " sa valeur en eau " , ici
45 g d'eau à 18.5 ° .
Oui à 13314 J .
0.045 . 4180 = env 190 J
Bon , mais en fait , je ne voulais intervenir dans dialogue : je rends la parole à odbugt .
Energie apportée par l'eau et le calorimètre en passant de 18°,5 à 0° : 34447 J
Energie consommée par la glace pour se réchauffer puis fondre : 13314 J
Excédent d'énergie 34447 - 13314 = 21133J
Cet excédent est utilisé par la totalité de l'eau + le calorimètre de passer de 0°C à la température d'équilibre.
Merci !!! La question 1) est enfin terminée ! Cependant, je comprend pas la 2) puisque l'on connait pas Q ET la température finale donc ya 2 inconnus ?
odbugt1 je t'en supplie dis moi la réponse pour la question 2 je te promet que je vais comprendre mais la c'est chaud j'ai plus le temps et je dois rendre ce DM demain matin
C'est le même problème en plus simple ( car sans changement d'état ) que le précédent.
Le cuivre en se refroidissant apporte à l'ensemble {eau + calorimètre} la quantité de chaleur nécessaire pour amener sa température de 10,5°C à 18,5°C
La seule inconnue est donc la température initiale du cuivre.
Je suis à 2 doigts d'y arriver j'ai trouvé ce que tu voulais dire mais pour le cuivre j'ai Q=m x Ccuivre x deltaT
deltaT=Q/(m x Ccuivre)
18,5-O2=16051,2/(515,8 x 0.387)
Mais c'est incohérent parce que ça fait un résultat négatif ??
La voie de la vérité s'est enfin dévoilée ! J'aurai bien galéré quand même...merci beaucoup pour le temps que tu m'as consacré, je t'en suis très reconnaissant. À moi la bonne note au DM !
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