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dm de physique

Posté par
phoenixdu57
25-10-11 à 10:50

Bonjour,

J'ai un petit problème avec un des exercices de mon devoir maison,
voici ce qu'on me donne dans l'énoncé :
on place un morceau de plomb de masse m1=280g à la température 1=98,0°C
dans un calorimètre de capacité thermique C calorimètre= 500 J.kg-1.K-1
M c = 450g, contenant une masse m2=350g d'eau.
L'ensemble est à la température initiale 2=16.0°C
On mesure la température d'équilibre thermique e=17.7°C
Déterminer la capacité thermique du plomb

Si quelqu'un pouvait me mettre sur la voie, ca serait vraiment gentil


Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : dm de physique 25-10-11 à 11:56

Bonjour,

La quantité de chaleur (énergie) perdue par le morceau de plomb est égale à la quantité de chaleur (énergie) gagnée par l'ensemble calorimètre + eau.

Tu écris l'expression de la quantité de chaleur perdue par le morceau de plomb ; cela dépend d'une inconnue : la capacité thermique du plomb.

Tu écris l'expression de la quantité de chaleur gagnée par l'eau et le calorimètre (aucune inconnue).

Tu dis que ces deux quantités de chaleur sont égales et cela te permet de résoudre l'équation.

Posté par
phoenixdu57
dm de physique 25-10-11 à 20:09

Bonsoir,

Pour la première ligne j'ai compris ;

il suffit d'additionner la masse du calorimètre a celle de l'eau,

mais pour votre deuxième ligne je n'ai pas trop compris, j'ai encore du mal à comprendre

pour la troisième ligne aussi j'ai compris, pareil pour la quatrième

merci de me répondre

Posté par
Coll Moderateur
re : dm de physique 25-10-11 à 20:15

Non, tu ne peux pas additionner la masse du calorimètre à celle de l'eau.

Il faut additionner la quantité de chaleur gagnée par le calorimètre à la quantité de chaleur gagnée par l'eau.

Ce n'est pas la même chose !

La quantité de chaleur perdue par le morceau de plomb : comment calcules-tu une quantité de chaleur (gagnée ou perdue) par un corps dont tu connais :
. la masse
. la capacité calorifique
. les températures initiale et finale ?

Posté par
phoenixdu57
dm de physique 25-10-11 à 20:34

Je calcule une quantité de chaleur par cette formule : M x C(f-i)

par contre pour la quantité de chaleur, je fais comment, y en a 3, 1=98.0°C, 2=16.0°C, e=17.7°C

c'est la que je coince et où je ne comprends pas

merci pour votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : dm de physique 25-10-11 à 20:43

As-tu essayé de comprendre ce qui se passe ?

Le plomb a une température initiale de 98,0 °C et il perd de la chaleur, sa température finale est 17,7 °C

L'eau et le calorimètre ont une température initiale de 16,0 °C et ils gagnent de la chaleur ; leur température finale est de 17,7 °C qui est la température d'équilibre de l'ensemble.

Posté par
phoenixdu57
dm de physique 25-10-11 à 22:49

j'essaye de comprendre ce qui se passe, mais le problème c'est que je chamboule tout pour les températures

de l'exercice, je vois ce que vous voulez dire, mais j'ai toujours du mal à comprendre

et la pour moi c'est flou


je continuai ça demain, merci pour votre aide  

Posté par
phoenixdu57
dm de physique 26-10-11 à 19:38

Bonsoir, désolé pour le retard, je crois avoir trouvé

Q1= (m1.Cplomb).(f-1)

Q2= (m2.(Ceau+C)).(f-2)

Q1+Q2 = 0

m1.Cplomb(f-1)+(m2.(Ceau+C)).(f-2)=0

m1.Cplomb(f-1)= -(m2.(Ceau+C)).(f-2)

Cplomb = (m2.(Ceau+C)).(f-2)
                        (m1.(1-f))


Cplomb = (0.35.(4185+500)).(17.7-16)
                   (0.28.(98-17.7)

Cplomb à 124 j.kg-1.k-1


Est-ce juste.... Pouvez vous me confirmer ceci, merci pour votre aide
              

Posté par
Coll Moderateur
re : dm de physique 26-10-11 à 19:49

Ça vient !

Mais je ne suis pas d'accord avec ton traitement du calorimètre.

L'énoncé dit que la capacité calorifique du calorimètre vaut 500 J.kg-1.K-1
et que la masse du calorimètre est de 450 g ou 0,45 kg

Donc ma proposition est :

m1.cplomb(1 - f) = m2.ceau(f - 2) + mc.ccalorimètre(f - 2)

soit :
0,28cplomb(98 - 17,7) = 0,354180(17,7 - 16) + 0,45500(17,7 - 16)

et je trouve cplomb 128 J.kg-1.K-1

Posté par
phoenixdu57
dm de physique 26-10-11 à 20:43

Si je comprends bien, je n'aurais pas dû enlever la masse du calorimètre, d'où mon erreur dans mes calculs

Posté par
Coll Moderateur
re : dm de physique 26-10-11 à 20:47

L'énergie (la quantité de chaleur) perdue par le morceau de plomb
est égale à :
la somme des énergies (des quantités de chaleur) gagnées par
. l'eau
. le calorimètre

Comme l'eau et le calorimètre n'ont pas la même capacité calorifique il faut les compter séparément (et faire la somme des énergies ensuite).

Il y a la masse d'eau, la capacité calorifique de l'eau et l'augmentation de température de l'eau
et
il y a la masse du calorimètre, la capacité calorifique du calorimère et son augmentation de température (qui est la même que celle de l'eau).

D'accord ?

Posté par
phoenixdu57
dm de physique 26-10-11 à 21:01

Je suis d'accord avec vous, j'ai refais le calcul d'après votre réponse et je pense que c'est bon,

en vous remerciant de vos conseils, je vous souhaite une bonne soirée et peut-être à bientôt

merci,                                  
                            phoenixdu57

Posté par
Coll Moderateur
re : dm de physique 26-10-11 à 21:08

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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