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Contact entre deux blocs de cuivres identiques et isolés

Posté par
fishnormal
12-11-11 à 19:21

Bonsoir, comme indiqué dans le titre, je cherche à montrer que si on met en contact un bloc A (température initiale Ta) et un bloc B (température initiale Tb) , les blocs A et B auront la même température finale : Tf=(Ta+Tb)/2. Les blocs sont identiques, de masse m, et de chaleur massique C supposée constante. De plus, ils sont isolés du reste de l'univers.

D'avance merci.

Posté par
alban
re : Contact entre deux blocs de cuivres identiques et isolés 13-11-11 à 00:56

Bonjour,

Considérez le système consitué des deux blocs de cuivres isolés du reste de l'univers.
Etat initial : les deux blocs avec chacun sa température.
Etat final : on sait que les deux blocs sont avoir la même température dans l'état d'équilibre final...

Faite ensuite le bilan énergétique avec le premier principe.... Quels sont les échanges d'énergie sous forme de travail ? de chaleur ? Quelle est la variation totale de l'énergie interne du système ?

En répondant à cela vous aurez votre solution. J'en ai déjà dit beaucoup trop (mais tous les mots sont importants... en particulier le fait que le système qu'on étudie est isolé), alors je vous laisse chercher.

Posté par
fishnormal
re : Contact entre deux blocs de cuivres identiques et isolés 13-11-11 à 16:54

Dans le système que vous me proposez, la pression est constante,  Q=0 et W=0 (système isolé).

En appliquant le premier principe,
dU=dQ+dW=CdT(système simple)

on obtient CdT=0<=>Tfinale=Tinitiale mais on ne connait pas la température dans chacun des blocs...
Ne pensez-vous pas qu'il faut étudier les deux systèmes séparément, à savoir le bloc 1 puis le bloc 2 ?

Posté par
alban
re : Contact entre deux blocs de cuivres identiques et isolés 13-11-11 à 18:38

Bonjour,

Le départ était bon. Puis vous avez cafouillé.
Ici il n'est pas nécessaire d'utiliser le forme différentielle du premier principe, un bon vieux \Delta U = W + Q fait largement l'affaire.

L'expression de Q doit quand même traduire les tranferts thermiques entre les deux blocs. Pour rester général, si je met un indice 1 pour le premier et 2 pour le second, on a Q = m_1 c_1(T_{1} - T_{f}) + m_2 c_2(T_{2} - T_{f}) = 0. On a une équation, une seule inconnue T_f, donc on peut s'en sortir

Je vous laisse terminer avec les bonnes valeurs des masses et capcités thermiques.



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