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Capacité thermique d'un calorimètre
Bonjour,
Voici l'exercice que je dois faire :
On verse un volume V0=200mL d'eau dans un calorimètre et on mesure la température de l'eau une heure après : on relève un température T0=20°C. On ajoute alors une masse m=250g d'eau à la température Ti=60°C.
1) Déterminer la valeur Tf de la température finale de l'eau après mélange, si l'on suppose que toute l'énergie cédée par l'eau chaude est gagnée par l'eau froide.
2) La température mesurée est en réalité Tf*=38°C.
a. Déterminer la valeur de l'énergie gagnée par le calorimètre.
b. En déduire la valeur de la capacité thermique du calorimètre.
J'ai essayé de répondre aux question, mais je suis nul en physique/chimie :/
1) Je pense utiliser la formule sur le transfert thermique pour trouver l'énergie que perd l'eau chaude :
Qa = mc(Tf-Ti) 0< car c'est une perte d'énergie
Puis la même formule pour connaitre le gain d'énergie de l'eau froide :
Qb = mc(Tf-T0) 0> car c'est un gain d'énergie
Ensuite, sa donne Qa + Qb = 0
Ce qui fait Tf-Ti = T0 - Tf
2Tf = T0 + Ti
Tf = (T0 + Ti) / 2
Tf = (20 + 60) / 2
Tf = 80 / 2 = 40
Donc la température finale est de 40°
2) Je bloque, je ne sais quel calcul il faut que j'utilise :/
Si vous pouviez m'aider svp 
Merci !
Bonjour,
OK pour 1
Pour 2 :
Qa + Qb + Qc = 0
Qc étant l'énergie absorbée par le calorimètre
mc(Tf*-Ti) + mc(Tf*-T0) + Qc = 0
(0,25
4185(38-60)) + (0,24185(38-20) + Qc = 0
Bonjour,
Cela donne
Qa + Qb + Qc = 0
-23017.5 + 15066 + Qc = 0
-7951.5 + Qc = 0
Qc = 7951.5
Je comprend le calcul sauf les chiffres 0.25, 0.2 et 4185 que vous avez ajoutés. Pouvez vous m'expliquer d'ou ils viennent svp ?
Donc le calorimètre vient de gagner 7951.5 Joules ?
Sa capacité thermique vient-elle du résultat que l'on vient de trouver ?
Je viens de comprendre, je suis un peut débile ^^'.
2.5 x 4185 et 2 + 4185 correspondent au mc de chaque formule.
Il me reste toujours mes deux autres questions.
Donc le calorimètre vient de gagner 7951.5 Joules ?
Sa capacité thermique vient-elle du résultat que l'on vient de trouver ?
0,25 kg correspond aux 250 g d'eau qu'on ajoute.
0,20 kg correspond aux 200 mL d'eau du début puisque 1 L d'eau a une masse de 1 kg.
4185 J.kg-1.K-1 est la capacité calorifique de l'eau.
Le calorimètre a absorbé 7951,5 J.
Quant à la capacité thermique, je suppose qu'il s'agit de la masse équivalente en eau du calorimètre... parce que, pour avoir la capacité thermique (ou calorifique) du calorimètre lui-même, il faudrait avoir
la masse du calorimètre.
Oui, bien sûr, mais le problème est le "c"... S'il s'agit de l'équivalent en eau du calorimètre, c'est le "c" de l'eau... Il s'agit certainement de cela mais la question est mal posée...
Donc :
Q = 7951,5 J
c = 4185 J.kg-1.K-1 (ou la valeur qu'on te donne... 4180 ? )
T = 38 - 20
et on peut trouver m, masse équivalente en eau du calorimètre.
Bonjour,
Oui c'est 4180, donc j'ai refait le calcul Qa + Qb + Qc = 0
J'ai trouvé Qc vaut 7942 au lieu de 7951.5
Pour le calcul, j'ai fait :
7942 = m x 4180 x 18
7942 = m x 75240
m = 1942 / 75240
m = 0.10
C'est pas normal :S ?
Je n'ai pas refait le calcul mais la masse équivalente du calorimètre m = 0,1 kg c'est-à-dire 100 g d'eau, ce n'est pas aberrant...
Tout se passe comme si il y avait 100 g d'eau en plus qui représente le calorimètre.
Oui, mais ce que je ne comprend pas, c'est que l'on trouve quelque chose en kg alors que l'on nous demande une capacité thermique. une capacité thermique, ce n'est pas en kg, si !?
Tu as raison mais la question est sans doute mal posée... En général, on calcule la masse d'eau équivalente du calorimètre.
Si on voulait calculer la vraie capacité thermique (ou calorifique) du calorimètre, il faudrait sa masse... et on ne l'a pas...
Qeau chaude + Qeau froide + Q calorimètre = 0
C(Tf-To) = -Qeau chaude - Qeau froide
C = 22990 - 15048 / 38-20
C = 441.2J
Est-ce que c'est correct pour la 2) b) ?
La capacité thermique serait 441.2 ?
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