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capacité thermique massique de l'or

Posté par
MoiS
05-02-13 à 11:12

bonjour, j'ai une petit souci sur cet exercice le voici:

Un bloc d'or de masse m(Au)=100g a initialement une température Ti=200°C
ce  bloc  est immergé dans m(eau) =300g d'eau initialement   a 24°C. La température finale du système est Tf=25.8°C.
En procédant étape par étape pour déterminer l'énergie thermique cédée par le métal et l'énergie thermique reçue par l'eau, déduire la capacité thermique massique de l'or.

On fera l'hypothèse que le calorimètre dans lequel l'expérience se déroule n'intervient pas dans l'échange thermique entre l'eau et l'or.  

j'ai commencé a faire Q1 = mor X c X (Tf-Ti) mais je trouve un résultat bizarre ainsi que pour Q2

merci de votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 11:22

Bonjour,

Qui gagne de l'énergie ?
Qui perd de l'énergie ?

Quelle est la capacité thermique massique de l'eau (n'oublie pas l'unité ! ) ?

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 12:59

celui qui perd est l'or et celui qui gagne c'est l'eau et c(eau) =4.18X10^3

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 14:44

En lisant bien l'unité de la capacité thermique massique, on a presque tout le nécessaire pour bien réussir un exercice de ce genre.
Même en te demandant de ne pas oublier l'unité, tu ne l'écris pas !

Quelle est l'unité de la capacité thermique masssique ?

Qu'as-tu fait ?
Quel est donc ce résultat bizarre auquel tu es arrivé ?

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:03

capacité thermique c'est en Kelvin

j'ai d'abord calculer Q1 puis ensuite Q2 et j'ai fais Q1+Q2=0

pour Q1= mor X c X(25.8-200)
         100X10^3 X c X -1742
          -174200000c

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:27

C'est faux.

C'est une température qui s'exprime (dans le système international d'unités, le SI) en kelvin (symbole K)

Il faut absolument que tu recherches l'unité correcte pour la capacité thermique massique. Ainsi tu comprendras tes erreurs...
Les unités, en physique, c'est fondamental !

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:29

le problème c'est que je n'ai rien compris a ce chapitre...

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:31

c'est en J.K-1.mol-1

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:32

Citation :
Il faut absolument que tu recherches l'unité correcte pour la capacité thermique massique.


Cette unité se trouve dans l'énoncé, ou dans ton cours, certainement dans ton livre...

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:33

Ta réponse de 17 h 31 : non

La capacité thermique massique

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:33

c'estJ.K-1.g-1

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:39

Tu as écrit que pour l'eau

Citation :
c(eau) =4.18X10^3


Alors l'unité est J.K-1.kg-1

Joule par kelvin et par kilogramme

Donc la relation entre l'énergie et les autres grandeurs en calorimétrie devient :
Q = m.c.(Tf - Ti)

Q : l'énergie en joules
m : la masse en kilogramme
Tf - Ti : la différence entre la température finale et la température initiale, en kelvins ou, ce qui revient au même, en degrés Celsius.

Quelle est donc l'énergie gagnée par l'eau ?

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:41

je trouve 2257200000 ce n'est pas possible ?

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:42

Il n'y a pas d'unité, donc je ne peux pas répondre.

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:43

en Joule desolé !

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:46

En effet, c'est faux.

Quelles sont les valeurs (avec les unités ! ! ) que tu as adoptées pour :
m : la masse
C : la capacité thermique massique
Tf - Ti : la différence des températures

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:49

la masse c'est 300g d'ou 300 X 10^3 pour le mettre en kg
la capacité thermique massique c'est l'eau donc 4.18 X10^3 j.Kg
Tf-T1 : 25.8-24

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:52

Tu ne veux pas comprendre, mais je t'assure que tu ne parviendras à rien en physique si tu ne fais pas attention aux unités.

Tu ne sais pas convertir des grammes en kilogrammes.
Tu utilises une masse de 300 tonnes d'eau ; ne t'étonne pas du résultat...

L'unité de la capacité thermique massique est fausse
Tu as oublié l'unité pour la différence de température.

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 17:58

j'ai mis 3 au lieux de -3
la capacité thermique massique du coup si ce n'est pas ça je ne vois pas ce que ca peut etre d'autre

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 18:02

est pour la difference c'est en °C

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 18:08

L'unité de la capacité thermique massique : J.K-1.kg-1

Tu as oublié "par kelvin"

He bien puisque c'est -3 au lieu de 3 que vaut l'énergie gagnée par l'eau ? (avec l'unité ! ! )

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 18:11

je trouve 2.2572 X10 -3 J

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 18:35

j'ai trouve déjà je me suis trompé encore a mon message au dessus je dois trouvé que la capacité thermique massique de l'or est de 11.43 c

Posté par
MoiS
re : capacité thermique massique de l'or 05-02-13 à 18:56

après réflexions je trouve 129c j'ai fais bcp d'erreur de calcul

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-02-13 à 07:50

La réponse de 18 h 11 est fausse.
_________

Q1 : énergie gagnée par l'eau

Q1 = meau Ceau (Tf - Ti, eau)

meau = 300 g = 0,3 kg
Ceau = 4,18.103 J.K-1.kg-1
Tf = 25,8 °C
Ti, eau = 24 °C
et donc
(Tf - Ti, eau) = 1,8 °C = 1,8 K

Q1 s'exprime en joules (symbole J)

Que vaut Q1 (avec l'unité, s'il te plaît) ?

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 13:51

Bonjour, est ce que vous pouvez m'aider sur cette exercie svp ?

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 16:21

Bonjour,

Quelle est ta question ?

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 16:45

Alors voila j'ai lue la discussion précédente et j'ai fait cela:
Q1= (0,3) * (4,18*10^3) * (1,8) = 2257 J

Ensuite je sais que C, donc la capacité thermique massique de l'or=
Q= m x C x Delta

Q= Joules
m = Kg
Delta = °C
C= J.Kg.°C

Donc C= Q / M delta

C= 2257/ 0,1*1,8
C= 12539 J.Kg.°C

De plus,  Q1+Q2= 0, soit mau*cau(f-1)+ me*ce(f-2)= 0
Donc 0,1*cau*(25,8-200)+0,3*12539*(25,8-24)=0
0,1*(25,8-200)+0,3*12539*(25,8-24)= cau
cau= 6753,64

Je pense que mon résultat est faux mais je ne voie pas d'ou vient l'erreur pouvait vous me l'indiquer si vous l'avez remarquer ? Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 17:00

Je comprends le début, même s'il y a des imperfections :

Q = m.CAu.

Q : en joules (avec un j minuscule ; ou bien en J)
m : en kg (avec un k minuscule)
: en °C

et CAu sera exprimé en J.kg-1.°C-1

Q = 2 257 J
m = 0,1 kg
que vaut la différence de température pour l'or ? en °C ?

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 18:04

Delta vaut 176°C ?

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 18:33



= différence entre la température initiale et la température finale de l'or (si l'on ne s'intéresse pas au signe, parce que l'on cherche la chaleur cédée)

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 19:09

D'accord je comprend donc:
Delta= 224-25.8= 198.2 °C
ou
Delta= 220-25.8= 174.2 °C

La température initale de l'eau soit 24°C doit elle être prise en compte ?

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 19:18



Que vaut la température initiale du bloc d'or ?

Que vaut la différence de température pour le bloc d'or ?
_______

Évidemment, il faudra prendre en compte la température initiale de l'eau pour pouvoir calculer la chaleur qu'elle a reçue.

Que vaut la différence de température pour l'eau ?

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 19:27

La température initiale du bloc d'or est de 200°C
La différence de température pour le bloc d'or est de: 200-25.8= 174.2°C
La différence de température de l'eau est de:24-25.8= -1.8°C

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 19:28

Exact !

Il faut maintenant faire le bilan des échanges d'énergie (ou de chaleur).

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 19:57

Comme il est questions ici de faire un bilan, il n'est donc pas nécessaire de faire de calcul, juste d'exprimer une équation ou autre n'est-ce pas? Mais je ne vois pas quel relation je pourrai écire.

De plus, dans mon cours on avait vue le "sens" dans lequel se font les échanges.
On voit que la température final est de 25.8°C. On sais aussi que meau= 24°C et que mau= 200°C.
Etant donné que la température final à augmenter, c'est mau qui fournit de l'énergie à meau. Est-ce sa ?

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:08

Bien sûr : la chaleur va toujours du plus chaud vers le plus froid

Le bloc d'or a cédé de l'énergie
L'eau a reçue la même quantité d'énergie (puisqu'on néglige les pertes)

Ceci permet d'écrire une égalité d'où il sera facile de déduire la capacité thermique massique de l'or.

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:21

mau*cau(tf-ti)+ meau*ceau(tf-24°)= 0

C'est ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:24

Oui, c'est cela.

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:35

Ok donc si j'applique la formule:

0,1*cau*(174.2)+0,3*4.18X10^3*(-1.8)=0
0.1*174.2+0.3*4.18*10^3*(-1.8)= cau
cau= 2274.62
Je pense que c'est faux? De plus comment avez vous trouvez ceau= 4.8*10^3 car je les vues dans les résultats ci-dessus mais je ne sais pas comment vous l'avez trouvez !

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:43


Eh bien... l'algèbre !
________

La capacité thermique massique de l'eau est donnée par les énoncés ou dans les tables : ceau 4 180 J.kg-1.°C-1

0,1 cAu (25,8 - 200) + 0,3 4 180 (25,8 - 24) = 0

À toi ! (et n'oublie pas l'unité pour la capacité thermique massique de l'or)

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:49

ok d'ou: 0.1 X (25.8-200) + 0.3 x 4180 X (25.8-24)= 2239.78 J·kg-1·K-1

Donc cau= 2239.78 J.kg-1.K-1

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 20:58

Un minimum de mathématiques est nécessaire pour les applications numériques en physique !
_________

0,1 cAu (25,8 - 200) + 0,3 4 180 (25,8 - 24) = 0

cAu (-17,42) = -2 257,2

cAu = 2 257,2 / 17,42 130 J.kg-1.°C-1

Posté par
dersimli62
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 21:09

D'accord maintenant que j'aie l'application numérique devant mes yeux je comprend mieux mon erreur ! Merci beaucoup pour votre aide vraiment.

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 06-05-13 à 21:14

Je t'en prie.
À une prochaine fois !

Posté par
Vict
re : capacité thermique massique de l'or 08-05-14 à 19:53

Mois j'ai un problème au niveau de l'unité de la capacité thermique massique

Sur mon cour j'ai bien : Q=m/c/deltaT

Q   : en J
m   : en Kg

DeltaT   : en °C   Ou    en Kelvin ?

c    : en J/kg/°C    Ou      en J/kg/K ?


Car sur mon cour, la formule et en °C
Et sur mon exo, "c" est donnée en Kelvin

(Capacité thermique massique de l'or as l'état solide : Cm=129J/kg/K)

Posté par
Coll Moderateur
re : capacité thermique massique de l'or 08-05-14 à 21:53

Bonsoir,

Une différence de température de 1 °C est absolument égale à une différence de température de 1 kelvin (1 K)

En conséquence, l'unité de capacité thermique massique peut indifféremment s'écrire :
J/(kg.°C) ou J/(kg.K)
ou mieux :
J.kg-1.°C-1 ou J.kg-1.K-1

Les écritures du type J/kg/K ou J/kg/°C étant déconseillées.



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