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exercice résolu mais non compris

Posté par
beatri658902
21-12-15 à 16:11

bonjour en fait j'ai un exercice que l'on a fait en classe mais que je ne comprends pas

voici l'énoncé :

dans les cafés, pour chauffer les boissons , on y fait passer un courant de vapeur d'eau . quelle masse de vapeur d'eau, initialement à 100 °C , faut -il faire passer dans un demi litre de lait pour porter sa température de 20 à 65 °C ? quelle sera l'augmentation du volume de lait on admettera que la chaleur massique du lait est égale à celle de l'eau

autre petite question quand utilisée Q = mcT et Q= nLf,V

merci d'avance

Posté par
picard
re : exercice résolu mais non compris 21-12-15 à 20:07

Bonjour.

Citation :
quand utiliser Q = mcT et Q= mLf,V


La première relation Q = m c T, exprime la quantité de chaleur mise en jeu par un système de masse m, de chaleur massique c, dont la température varie de T , sans changement d'état.

La seconde, Q = m Lf,v exprime la quantité de chaleur mise en jeu par un corps pur de masse m, de chaleur latente de fusion Lf (ou de vaporisation Lv), changeant d'état, sans changer de température.

Quant à votre exercice, précisez donc ce que vous n'avez pas compris dans la correction pour qu'on puisse mieux cibler l'aide que vous recherchez.

A plus.

Posté par
beatri658902
re : exercice résolu mais non compris 22-12-15 à 15:38

merci pour ces réponses .  alors ce que je ne comprends pas
c'est ca : ma prof a ecrit ca :

Q1= 500 /18 * 75,2*(65-20) = 94000 j
Q2= -Q1 pourquoi ?
Q2= -m/M (40,6*10^(-3) +75,2(100-65))= -94000j
m= 39.1 g
V=0.5 + 39.1 *10^(-3)

je ne comprend pas trop comment l'exercice est résolu , en général ma prof fait une fléche horizontale indique les changement d'états et écrit la formule littéral et la je suis perdu dans tous ces calculs

Posté par
picard
re : exercice résolu mais non compris 22-12-15 à 17:03

Tout d'abord commençons par une mise au point.

Les deux relations auxquelles j'ai fait allusion étaient relatives aux masses (m), on peut évidemment les exprimer aussi à partir des quantités de matière (n), elles s'écrivent alors :
Q = n c T     et    Q = n Lf,v
Seules les unités utilisées pour c ( J.mol-1.K-1 au lieu de J.kg-1.K-1 ) et L (J.mol-1 au lieu de J.kg-1) changent ; le domaine de validité est évidemment le même.


En ce qui concerne votre exercice...

Q_1 = \dfrac{500}{18} \times 75.2 \times (65 - 20) représente la quantité de chaleur reçue par le demi litre de lait (soit m = 500 g) pour passer de i = 20°C à f = 65°C ; comme le lait est assimilé à de l'eau, on considère que le nombre de moles est :  n = \dfrac{m}{M} avec M(H2O) = 18 g.mol-1 ; 75.2 J.mol-1.K-1 représente ceau, càd la chaleur molaire spécifique de l'eau.
Q1 est positive car reçue par le lait


Q_2 est formé de deux termes...

              *Q_{2 chgt état} = -\dfrac{m_{vapeur}}{M} L_v représente la quantité de chaleur cédée par une masse m de vapeur à 100°C pour se condenser en eau liquide à 100°C.

L_v = 40.6\times10^3 J.mol^{-1} est la valeur de la chaleur latente molaire de vaporisation de l'eau à 100°C, sous la pression atmosphérique normale.

Le signe - est du au fait que le changement d'état se fait dans le sens vapeur d'eau eau liquide.


               *Q_{2 refroidissement} = \dfrac{m_{vapeur}}{M} c \Delta T représente la quantité de chaleur cédée par la masse m d'eau condensée (celle qui provient de la vapeur)  pour passer de 100°C à 65°C.

Numériquement, on a donc : Q_2 = ( -\dfrac{m_{vapeur}}{18}  \times 40.6\times10^3) + (\dfrac{m_{vapeur}}{18}  \times 75.2 \times (65 - 100))

Cette quantité de chaleur est négative, car cédée par la vapeur.


Concernant la relation Q_2 = - Q_1, on considère que les fuites thermiques sont négligeables et que toute la chaleur cédée par la vapeur est reçue par le lait.

Q_2 et Q_1 ont donc même valeur AU SIGNE près ; pour cette raison, on écrit : Q_2 = - Q_1 ou encore : \Sigma Q = 0 càd  Q_1 + Q_2 = 0.


OK ?

Posté par
beatri658902
re : exercice résolu mais non compris 22-12-15 à 18:11

ok merci beaucoup   pour tous ces détails mais je ne comprends toujours pas pourquoi q2= -q1

Posté par
picard
re : exercice résolu mais non compris 22-12-15 à 21:39

Citation :
je ne comprends toujours pas pourquoi q2= -q1

S'il n'y a aucune perte de chaleur, le lait est réchauffé par la vapeur.
La chaleur cédée par la vapeur sert donc à réchauffer le lait.

Vue du point de vue de la vapeur, cette quantité de chaleur  est cédée, donc comptée négativement.

Vue du point de vue du lait, cette quantité de chaleur  est reçue, donc comptée positivement.

Vue de l'extérieur, on peut donc écrire : |Q1| = |Q2| ou encore, Q1 = - Q2

Posté par
beatri658902
re : exercice résolu mais non compris 23-12-15 à 14:41

ok merci beaucoup pour votre aide pourriez vous jeter un oeil a un autre exercice résolu en classe donc je n'ai pas compris une question ?

Posté par
picard
re : exercice résolu mais non compris 23-12-15 à 14:43

Oui, mais ouvrez un autre topic.

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