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Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie ?"

Posté par
Liter
19-11-11 à 13:11

Bonjour, je n'arrive pas a faire mon exercice , ça fait deux heures que je suis dessus, j'ai un contrôle lundi, toute aide est la bienvenue !
Énoncé de l'exercice : " on plonge un morceau de plomb de masse m1=280g à la température T1=98,0 •C dans un calorimètre contenant de l'eau de masse m2=350g à la température T2=16,0 •C. Cplomb=125,4 J.Kg-1.•C-1 et Ceau=4180 J.Kg-1.•C-1
Déterminer la température finale de l'ensemble Eau+Plomb." ma prof à donné cet exercice pour qu'on s'entraine pour lundi, et elle nous a donné la réponse qui est Tfinal=18,3 •C. Merci d'avance pour toute aide !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 13:57

Bonjour,

J'appelle Tfinale la température inconnue à laquelle seront l'eau et le plomb quand l'équilibre thermique sera atteint.

Il faut écrire que l'énergie perdue par le morceau de plomb est égale à l'énergie gagnée par l'eau (puisqu'on suppose qu'il n'y a pas de pertes d'énergie dans ce calorimètre et pas d'échange avec le calorimètre lui-même).

Que vaut l'énergie Eplomb perdue par un morceau de plomb de capacité calorifique Cplomb = 125,4 J.kg-1.°C-1, de masse m1 = 280 g, dont la température passe de T1 = 98,0 °C à Tfinale ?

Que vaut l'énergie Eeau gagnée par l'eau de capacité calorifique Ceau = 4 180 J.kg-1.°C-1, de masse m1 = 350 g, dont la température passe de T2 = 16,0 °C à Tfinale ?

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:02

C'est justement ça que je n'arrive pas à définir

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:06

La relation entre ces grandeurs est dans ton cours.

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:09

Dans mon cours j'ai Qeau+Qplomb=0. Sinon
J'ai comment calculer l'energie interne et la quantité ou la capacité massique, en exo on a calculer la masse aussi mais la température on l'a pas fait , c'est pour ça que je comprend pas :/

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:16

J'ai fais plein de calculs mais je n'arrive toujours pas a la reponse, je comprend vraiment pas

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:16

Quelle est la relation entre :
. énergie interne
. masse
. capacité thermique massique
. température initiale
. température finale

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:20

C'est Q=DU= MxCx(Tf-Ti)
DU: delta u
Tf: température finale
Ti: température initiale
Mais j'ai tourné dans tous les sens cette formule et rien, je n'ai pas 18,3 :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:25

Alors, que vaut Qplomb l'énergie interne perdue par le plomb ?

Comme tu ne connais pas encore Tfinale il faut simplement écrire Tfinale qui sera une inconnue.

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:30

J'ai trouvé que Qplomb valait -3441xTf mais après je fais quoi avec ça :/. Puis j'ai calculé aussi Qeau donc je me retrouve avec deux inconnues à la fin parce que y a Tf dans Qeau aussi :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:33



Q = m C (Tf - Ti)

Comment remplaces-tu ce qui est connu dans cette relation pour le plomb ? (et tu laisses Tf inchangée puisque c'est l'inconnue)

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:36

Pour l'eau je fais: Qeau= 350x10-3x4180x(Tf-16,0)
Et pour le plomb je fais : Qplomb= 280x10-3x125,4x(Tf-98,0)

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:40

Parfait ! !

Citation :
Dans mon cours j'ai Qeau+Qplomb=0.


Alors, il reste une équation à écrire et une inconnue à déterminer : la valeur de Tf

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:46

Pour information : je ne trouve pas comme ton (ta) professeur(e)

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:52

Ah bon ?!! Vous trouvez combien ? Mais vous avez fais comment ?!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 14:57

Tu es presque arrivé(e) à la fin.

Tu as posé les deux bonnes égalités dans ton message de 14 h 36
Il reste à écrire qu'il n'y a ni perte ni gain d'énergie : Qeau + Qplomb = 0

et cela fera une équation à une inconnue (Tf)

Allez !

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:02

Donc quand je calcule tout ça fait 1463x(Tf-16,0)+35,112x(Tf-98,0) ? Après je dois additionner les Ti et les Q ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:11



Je recopie ce qui est écrit dans ton cours :

Citation :
Dans mon cours j'ai Qeau+Qplomb=0.


Donc :

1463 (Tf - 16,0) + 35,112 (Tf - 98,0) = 0

D'où la valeur de Tf


Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:15

Donc après ça fait 1498,112(Tf-114)=0 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:19

Horreur !

Une équation à une inconnue (programme de quatrième au collège, sauf erreur...)

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:23

De quoi ce que j'ai fais n'est pas bon ?!! Après j'ai trouvé (Tf-114)=-1498,112 mais quand je divise, ça fait 13,1 ... ((

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:26

Tu insistes... c'est complètement faux.

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:29

Mais alors il faut que je fasse comment ? Je ne sais pas du tout la :/

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:41

Svp aidez moi j'arrive pas du tout la

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 15:51

C'est pas 1463(Tf-16,0)=0 et 35,112(Tf-98,0)=0 ?
Mais ça ne me donne pas le bon résultat

Posté par
KingFrieza
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 16:18

1463 (T_f - 16,0) + 35,112 (T_f - 98,0) = 0

Liter, il faut que tu développes.

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 16:27

Mais si je développe j'aurais deux fois Tf non ?

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 16:37

J'ai essayé mais je trouve 17,9 et pas 18,3...

Posté par
KingFrieza
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 16:52

1463(T_f - 16,0) + 35,112 (T_f - 98,0) = 0

1463 T_f - 23408 + 34,112 T_f - 3440,976 = 0

1497,112 T_f - 26848,976 = 0

T_f = 17,93


Oui, j'ai bien 17,93°C.

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 17:24

Pourtant ma prof m'avait dit 18,3 :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 17:31

Bonjour et merci KingFrieza

Pour information : moi aussi je trouve environ 17,9 °C (mom message de 14 h 46)

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 18:56

C'est bizarre alors :/

Posté par
KingFrieza
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 18:58

Un professeur peut aussi se tromper Liter...

Posté par
Liter
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 19-11-11 à 19:29

Oui , en plus elle elle dit qu'un professeur ne peut pas donc je vais lui prouver le contraire . Merci beaucoup en tout cas vous m'avez bien aidé !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur le chapitre : "comment accumuler de l'énergie 20-11-11 à 07:56

Avant de lui signaler qu'il y a une erreur, vérifie bien toutes les données :
. n'y a-t-il pas quelque part une valeur que tu aurais recopiée mais qui serait différente de ce que le professeur a donné ? (une masse du plomb plus forte ? une masse d'eau plus faible ? une température initiale de l'eau plus élevée ?)
. il n'est pas fait mention dans ton énoncé de l'influence du calorimètre, pourtant lui aussi se réchauffe (sa prise en compte ferait encore augmenter l'écart entre les deux résultats)
. etc.
_____________________

Pour ma part, je t'en prie.
A une prochaine fois !



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