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capacité calorifique

Posté par
marine59
03-05-11 à 12:34

Bonjour,
J'ai besoin de votre aide pour un exercice que je n'arrive pas à faire, je ne vois vraiment pas quelle formule utiliser...

Un calorimétre est constitué d'un vase en aluminium de chaleur massique c=892 J.kg-1.K-1
Sa masse est m=100g et il contient 0.2L d'eau à 20°C

1)calculer la capacité calorifique K de l'ensemble

2) on introduit dans ce calorimétre un bloc de glace de masse m'=30g à la temprérature de -18°C. Quelle est la température finale du mélange?

Données: chaleur massique de l'eau = 4180 J.kg-1.K-1
         chaleur massique de la glace = 2092 J.kg-1.K-1
         chaleur latente de fusion de la glace L= 335 kJ.kg-1

Je ne connais que la formule U= m.c(f-i) et cela ne m'aide pas beaucoup...

Merci beaucoup!

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité calorifique 03-05-11 à 13:07

Bonjour,

Question 1

Citation :
Un calorimétre est constitué d'un vase en aluminium de chaleur massique c=892 J.kg-1.K-1 Sa masse est m=100 g


Quelle est la capacité calorifique de ce vase ?
_______________

Citation :
il contient 0.2L d'eau ; chaleur massique de l'eau = 4180 J.kg-1.K-1


Quelle est la capacité calorifique de l'eau contenue dans le vase ?
_______________

Quelle est la capacité calorifique de l'ensemble ?

Posté par
marine59
re : capacité calorifique 03-05-11 à 14:16

Ok merci, alors:

la capacité calorifique du vase est: c/m=892/100x10-3= 8920 J/K

par contre pour la capacité calorifique de l'eau contenue dans le vase,je ne sais pas la calculer

Posté par
marine59
re : capacité calorifique 03-05-11 à 15:39

Oups, je viens d'y penser: 1kg=1L  donc 0.2L=0.2kg
  
donc K=c/m= 4180/200x10-3= 20900 J/K

Donc la capacité calorifique de l'ensemble est de 20900+8920= 29820 J/K

C'est ça ??

Posté par
J-P
re : capacité calorifique 03-05-11 à 16:02

Si il faut une quantité de chaleur de 892 J pour élever de 1°C une masse de 1 kg d'alu ...

Quelle quantité de chaleur faut-il pour élever de 1°C une masse de 0,1 kg d'alu ?

Penses-tu alors que ta réponse  soit : "la capacité calorifique du vase est: c/m=892/100x10-3= 8920 J/K" est correcte ?
-----

Même raisonnement pour l'eau ...

-----

Posté par
marine59
re : capacité calorifique 03-05-11 à 16:15

il faut donc 89,2J pour élever 0,1 kg d'alu et 836J pour l'eau ?

La capacité calorifique du vase est donc de 892 J/K et celle de l'eau est de 4180 J/K soit au total 5072 J/K

Posté par
J-P
re : capacité calorifique 03-05-11 à 16:56

Oui pour la première ligne de ta réponse du  03-05-11 à 16:15.

La seconde ligne est par contre "n'importe quoi".

La capacité calorifique de l'ensemble calorimètre + eau est 89,2 + 836 = 925 J/K (du moins si l'eau reste liquide).
-----
2)

- Calcule la quantité de chaleur nécessaire pour que 30 g de glace passent de -18°C à 0°C (en restant de la glace)
- Calcule la quantité de chaleur nécessaire pour que les 30 g de glace passent à l'état liquide à 0°C.

(Il me semble que la somme des 2 lignes ci-dessus est 11180 J) ...... Vérifie.

Ce qui a fait descendre l'ensemble calorim + eau de 11180/925 = 12,1° C

On a donc à ce moment:
L'ensemble à 925 J/K qui est à la température de 20 - 12,1 = 7,9 °C
Et en plus 30 g d'eau liquide à 0°C

0,03 * 4180 * theta finale = 925 * (7,9 - theta finale)

theta finale = 7°C
-----

Le tout à verifier.  

Posté par
marine59
re : capacité calorifique 04-05-11 à 09:45

D'accord, Merci beaucoup!
J'ai bien compris la démarche mais je n'arrive pas à retrouver les 11180J

Posté par
J-P
re : capacité calorifique 04-05-11 à 11:39

- Calcul de la quantité de chaleur nécessaire pour que 30 g de glace passent de -18°C à 0°C (en restant de la glace)

|Q1| = masse glace * Cm(glace) * delta température
|Q1| = 0,03 * 2092 * 18 = 1130 J
---
- Calcul de la quantité de chaleur nécessaire pour que les 30 g de glace passent à l'état liquide à 0°C.
|Q2| = masse glace * chaleur latente de fusion de la glace
|Q2| = 0,03 * 335000 = 10050 J
---
|Q1 + Q2| = 10050 + 1130 = 11180 J
-----

Sauf distraction.



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