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Enérgie thermique

Posté par
mimiikram
11-01-20 à 22:56

bonjour, j'aime bien votre aide sur cet exercice :

Pour déterminer la capacité thermique massique d'un alcool organique, on le chauffe légèrement, puis on en introduit une masse connue dans un calorimètre : m1= 220g.
Après quelques instants, on note la température : t1 = 28,2°C. On ajoute alors une masse m2 = 200 g du même alcool, mais à la température t2=16,4°C, puis, à l'aide d'une résistance électrique préalablement installée, on chauffe le liquide calorimétrique jusqu'à ce que la température redevienne égale à la température initiale t1. La quantité de chaleur apportée par la résistance a pour valeur Q = 5,43 kJ.
1) En déduire la capacité thermique massique C de l'alcool étudié.
2) Lorsque la température atteint 28,2°C, on ajoute 120 g d'eau à la température t3 = 15,0°C. On note la
température te = 24,4°C à l'équilibre thermique.
Déduire de cette expérience :
a) La valeur de la capacité thermique μ du calorimètre ;
b) La température d'équilibre t obtenue juste après le mélange des 220 g d'alcool à t1 = 28,2°C et des 200 g
du même alcool à t2 = 16,4°C.
On donne : Capacité thermique massique de l'eau : Ce = 4,19 kJ.kg-1.K-1

Merci par avance

Posté par
odbugt1
re : Enérgie thermique 12-01-20 à 01:11

Bonsoir,

Dans ce qui suit et bien qu'il s'agisse du même alcool j'appelle "alcool 1" les 220g qui sont initialement dans le calorimètre et "alcool 2" les 200g qui sont rajoutés ensuite.

Pour éviter des calculs assez fastidieux on peut remarquer qu'après le mélange et l'apport de chaleur l'ensemble {alcool 1 + calorimètre} est revenu à sa température initiale donc présente un bilan énergétique nul.
Finalement tout se passe comme si l'apport de chaleur Q avait directement fait passer l'alcool 2 de la température t2 à la température t1
On peut en déduire par un calcul simple la valeur de la capacité thermique massique de l'alcool.

Posté par
mimiikram
re : Enérgie thermique 12-01-20 à 10:04

odbugt1 merci beaucoup

Posté par
mimiikram
re : Enérgie thermique 12-01-20 à 11:30

En appliquant la relation de l'équilibre thermique, j'ai trouvé
         c(alcool) = -Q/(m2*(t1-t2)) Est-ce correct ? Dois-je prendre la valeur positive de Q ?

Posté par
odbugt1
re : Enérgie thermique 12-01-20 à 12:24

L'énoncé impose " C " pour noter la capacité thermique massique de l'alcool étudié.

L'énergie reçue par l'alcool 2 sous forme de chaleur est donnée par :
Q = m2 * C * (t1 - t2)
donc C = Q / (m2 * (t1 - t2))

Q, m2, t1, t2, C sont toutes des grandeurs positives.

Posté par
mimiikram
re : Enérgie thermique 12-01-20 à 13:41

Ah oui j'ai compris maintenant merci pour l'explication vous m'avez bien aidée !



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