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Mélange eau

Posté par
Clairouw
16-09-18 à 19:13

Bonsoir/Bonjour,
J'ai un exercice qui me pose problème,

Quels volumes d'eau, pris initialement à 15°C et 60°C faut-il mélanger dans une baignoire pour obtenir 150 L d'eau à 35°C.
Donnée : Ceau = 4180 J.°C-1.kg-1

J'ai essayé mais aucun résultat ne semble correct. Merci d'avance pour l'aide.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mélange eau 16-09-18 à 19:44

Bonsoir,

Considérons que nous avons un système calorimétrique constitué de i corps définis par leur masse m_i, leur capacité calorifique C_i et leur température initiale avant mélange T_i. La chaleur mise en jeu par chaque corps pour atteindre l'équilibre de température T_e, s'il n'y a pas de changement d'état ni de réaction chimique, est donnée par la relation :

{\displaystyle Q_{i}=m_{i}C_{i}(T_{e}-T_{i})~}

Appliquons la relation de calorimétrie \Sum _i {Q_i} = 0.

On obtient: {\displaystyle \Sigma m_{i}C_{i}(T_{e}-T_{i})=0~}

Cette relation est à exploiter, tout en sachant qu'elle va se simplifier du fait que tu n'as affaire qu'à de l'eau.

Posté par
Clairouw
re : Mélange eau 21-09-18 à 17:22

Désolée pour le retard,
J'ai vu mon prof dernièrement et il nous a donné une formule a utiliser, mais elle est sous forme d'équation à 2 inconnues et je m'en sors encore moins...

Formule : m1+m2=150 ; m1*Ceau(f-i) + m2*Ceau(f-'i)=0

Et quand je remplace par les nombres, je m'embrouille, sachant que je ne sais pas faire ce genre d'équation.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mélange eau 23-09-18 à 09:33

Salut,

Oui, tu es obligé de poser deux équations, car tu as deux inconnues dans le problème : m1 et m2. Tu as vu en troisième comment résoudre un système de deux équations à deux inconnues, non ?

(1) : m1+m2=150
(2) : m1*Ceau(f-i) + m2*Ceau(f-'i)=0

Supposons que 1 = eau à la température initiale 15°C ; 2 = celle initialement à 60°C

alors
f = température finale = 35°C
i = 15°C
'i = 60°C

ce qui simplifie les équations :

(1) : m1+m2=150
(2) : m1*Ceau(35-15) + m2*Ceau(35-60)=0

soit

(1) : m1+m2=150
(2) : m1*Ceau*20 - m2*Ceau*25 = 0

qu'on peut encore simplifier :

(1) : m1+m2=150
(2) : m1*20 - m2*25 = 0

soit le système de deux équations à deux inconnues à résoudre :

(1) : m1+m2=150
(2) : 20*m1 - 25*m2 = 0



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