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déterminer la température finale d'un mélange

Posté par
isake
22-04-21 à 12:23

Bonjour je rencontre quelques difficultés sur un exercice de chimie, voici l'énoncer :

Un volume V1=50,0 g d'eau à 15°C et un autre à 75,0 g d'eau à 95°C sont introduits dans un calorimètre. On attend que le système, constitué de deux volumes d'eau, atteigne l'équilibre thermique.

1) Exprimer les variations d'énergie interne chacun des deux sous-systèmes.
2) Que peut-on dire de la variation de l'énergie interne du système ?
3) En déduire la température finale Tf de l'eau.

J'ai déjà répondu à la question de 3 :
3) je prend pour l'eau froide Q1=m1xCeaux(Tf-15)
et pour l'eau chaude Q2=m2xCeaux(Tf-95)

Je prend l'égalité Q1+Q2=0
50X10-3xCeaux(Tf-15)+75x10-3xCeaux(Tf-95)=0

ensuite je passe la partie de l'eau chaude de l'autre côté puis je retire les Ceau ce qui donne

50x10-3x(Tf-15)=-75x10-3x(Tf-95)

ensuite je développe

50x10-3Tf - 0.75 = -75x10-3Tf + 7.125

0.125Tf=0.75+7.125
0.125Tf=7.875
Tf=7.875/0.125
Tf=63°C

Voila pour la 3 mais ayant eu uniquement cour en visio pour ce chapitre je ne trouve pas les réponses aux deux premières question. Pouvez vous m'aidez s'il vous plait ? Merci d'avance !

Posté par
vanoise
re : déterminer la température finale d'un mélange 22-04-21 à 12:45

Bonjour
Dans la mesure où le volume est invariant lors du mélange, Chaque transfert thermique est égal à la variation d'énergie interne :
Q1=U1
Q2=U2
Le système est thermiquement isolé dans le calorimètre  et l'énergie interne du système est la somme des énergies internes des sous-systèmes :
U=U1+U2=0

Posté par
isake
re : déterminer la température finale d'un mélange 22-04-21 à 13:43

ah d'accord, merci pour votre réponse donc si j'ai bien compris:
1)  Q1 varie en  U1 et pour Q2, il varie en U2

2) Le système est thermiquement isolé et l'énergie interne du système est la somme des énergies internes des sous-systèmes, donc on a deltaU=deltaU1+deltaU2=0

Posté par
isake
re : déterminer la température finale d'un mélange 22-04-21 à 13:43

ce qui rejoint donc la relation qui était Q1+Q2=0

Posté par
vanoise
re : déterminer la température finale d'un mélange 22-04-21 à 15:00

Oui. Disons que la présentation du problème que je t'ai indiquée est conforme aux programmes actuels mais elle conduit au même calcul de la température finale que la présentation de ton premier message.



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