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Niveau seconde
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L'énergie thermique

Posté par
walid3030
19-03-21 à 20:51

Une plaque électrique à une puissance P = 1200W ; on l'utilise pour chauffer 1l d'eau initialement à 18◦C
1. En considérant que le rendement de chauffage est 65%, en combien de temps peut-on
amener l'eau à l'ébullition (100◦C ) sous 1 atmosphère ?
2. On laisse l'ébullition se poursuivre pendant 5min avant d'enlever la casserole. Quelle
masse d'eau reste-t-elle alors ? Données : La masse volumique de l'eau : ρeau = 1g/cm3
;
Ceau = 4180J/kg.K. la chaleur latente massique de vaporisation Lvap = 2258kJ/kg  
jai caculer lenergie thermique Q=m*Ceau*(deta f-deta i)=2*4810*(100-18)=788840j/k.kg
puis je suis bloquer

Posté par
odbugt1
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 09:24

Bonjour,
Ne serait ce pas plutôt Q = 1 * 4180 * (100 - 18 )
que                                           Q = 2 * 4810 * (100 - 18 )  

Posté par
walid3030
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 10:05

ah oui juste un faute Q=1 * 4180 * (100 - 18 )=342760j/k.kg

Posté par
odbugt1
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 10:28

L'unité d'énergie n'est pas ton bizarre " j/k.kg " mais le joule ( symbole J )
Il faut donc 342760 J pour amener 1L d'eau de 18°C à 100°C

L'énoncé précise que la plaque de cuisson a une puissance de 1200W avec un rendement de 65%
En d'autre termes cela signifie que chaque seconde cette plaque fournit 1200 J dont 65% servent à échauffer l'eau.

Tu devrais, à l'aide d'un raisonnement simple, pouvoir maintenant répondre à la question 1

Posté par
walid3030
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 12:26

pour l'unité de l'énergie Q en J et pour la capacité thermique massique C en J/K.Kg
merci ;
alors pour la 1 Question D'après ce que j'ai compris:
donc la plaque va donner 780J a l eau et l eau veux 4180J pour augmenter sa chaleur par 1◦C ensuite c'est simple pour calculer l'énergie nécessaire pour  augmenter sa chaleur mais il nous demande dans l exercice de calculer le temps je n'avais aucun idee pour résolue la 1 questions.

Posté par
odbugt1
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 12:53

Citation :
alors pour la 1 Question D'après ce que j'ai compris:
donc, chaque seconde, la plaque va donner 780J a l eau


et l eau veux 4180J pour augmenter sa chaleur par 1◦C
Elle a besoin de 342760J pour passer de 18 à 100°C

ensuite c'est simple pour calculer l'énergie nécessaire pour  augmenter sa chaleur mais il nous demande dans l exercice de calculer le temps je n'avais aucun idee pour résolue la 1 questions.

Il est facile de dire " c'est simple " et de ne rien faire de plus.
Ce serait mieux de trouver le résultat et de dire ensuite " C'était simple "

Posté par
walid3030
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 13:48

merci monsieur odbugt la règle n'est pas simple je m'excuse   l'énergie nécessaire pour  augmenter sa chaleur c'est la capacité thermique massique * le nombre de terme
4180*82=342760J tu dit un mot clé c'est que pour chaque seconde la plaque va donner 780J alors le temps nécessaire est t= (342760J *1S)/780J=439.43S=7min32s
comme ca

Posté par
odbugt1
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 15:12

Le mot clé dont tu parles provient en ligne directe de la définition de la puissance :
Une puissance de 1W correspond au transfert de1J en 1s  ( 1J/s)
P = Q / t

avec
P : Puissance transmise en Watt
Q : Energie transférée en J
t = durée du transfert en s

Donc  t  =  Q / P = 342760 / 780 439s 7 min 19s et non 7 min 32s

Posté par
walid3030
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 18:08

alors merci pour la définition de la puissance
pour la 2 Q nous demandons de calculer la masse d'eau reste
pouvez-vous me donner un indice pour le calculer

Posté par
odbugt1
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 18:49

Utilise l'énoncé.
Tu y trouveras la valeur de la chaleur latente massique de vaporisation de l'eau : Lvap = 2258kJ/kg  
Cela signifie qu'il faut fournir 2258 kJ pour faire passer 1 kg d'eau de l'état liquide à l'état gazeux

Posté par
walid3030
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 19:32

alors
avec la relation Q=P/t=780/(5*60)=234000J=234Kj
et 2258Kj donne 1L d'eau gaz 234Kj va nous donnons 0.103 L
on peut déduire que 1L d'eau initiale - l'eau évaporer 0.103L = 0.897L=897ml=897g
est sa c'est la masse  d'eau rester

Posté par
odbugt1
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 20:37

C'est " à peu près " exact

Q = P/t est faux
La bonne relation est Q = P * t

Ecrire, comme tu le fais que 0,103L = 897 mL est ahurissant !

Mais, si la "démonstration" est pour le moins étrange le résultat (897g) est exact

Posté par
walid3030
re : L'énergie thermique 20-03-21 à 21:13

merci pour l'aide monsieur



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