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Petit probleme de transfert thermique
Bonjours à tous, j'ai un petit probleme de physique et j'aurais besoins d'un peu d'aide.
Un boulloire a une contenance de 2,0L et sa puissance est P= 2000W
1) La bouilloire est sans fuite thermique, elle contient initialement 1,0 L d'eau à température ambiante Text= 20°C. On y ajoute 1,0 L d'eau à T0= 40°C. La température finale est Tf= 29°C
Calculer la capacité thermique de la bouilloire
J'avais pensé à :
Q = m.c.
donc c = Q / (m.)
Mais je n'ai pas Q !
2) Calculer le temps nécessaire pour porter 2,0 L d'eau initialement à temperature jusqu'a la temperature d'ebulition ( donc 100°C )
Je pense que si j'ai Q je reprendrais la formule que j'ai cité ou j'avais pensé à ceci mais je sais pas si c'est corect:
Q= m.L
Q= P.t
donc t = m.L / P
alors deux probleme :
Je ne suis pas sûr que mes formules soient corectes
Je n'ai toujours pas Q
Si vous pouriez m'aider car j'ai beaucoup d'idée mais que je n'arrive pas à concretiser.
Merci d'avance !
Bonsoir,
Quelle est la chaleur gagnée par la bouilloire et son litre d'eau ?
Quelle est la chaleur perdue par le litre d'eau versée dans la bouilloire ?
Ces deux quantités sont égales (en valeur absolue) ; et ceci permet de calculer la capacité thermique de la bouilloire.
je n'ai pas d'autres valeurs que celle citée dans ce que j'ai écrit
Je crois que je m'enbrouille pouriez vous me faire un recapitulatif des formules SVP ?
Sur le tranfert thermique bien evidement
Bonsoir,
On fait l'hypothèse que la bouilloire est initialement à 20°C et finalement à 29°C.
Ne connaissant pas ni la masse , ni la chaleur massique de la bouilloire, on cherche sa capacité = m.C en J/K ou J/°C
1) Pas besoin ici de la puissance P = 2000 w car l'opération est réalisée à l'arrêt.
1 litre d'eau a une masse de 1 kg.
(m.C + 1.4185).20 + 1.4185.40 = (m.C + 2.4185).29
m.C = ?
A toi de jouer...
A+, kiKo21.
Je dois avouer que je ne comprend pas bien le calcul
(m.C + 1.4185).20 + 1.4185.40
Pouriez vous m'expliquais ? C'est un chapître que je ne comprend pas tres bien
C'est comme un mélange... on ajoute les quantités de chaleur de chaque composant avant le mélange soit au total Q1 :
- la bouilloire à 20° contient m.C.20 Joules
- le litre d'eau à 20°C contient 1.4185.20 Joules
- le litre d'eau à 40°C contient 1.4185.40 Joules
On obient au final tout les composants à température d'équilibre (ou de mélange) soit en quantité de chaleur à ajouter après mélange soit au total Q2 :
- la bouilloire à 29° contient m.C.29 Joules
- les deux litres d'eau à 29°C contient 2.4185.29 Joules
Pas d'échanges avec le milieu ambiant donc Q1 = Q2
Tu en déduis m.C de la bouilloire...
A+, KiKo21.
Je trouve 2,508.105 + 20C = 2,424.105 + 29C
= 929 J K-1.
C'est bien ça ?
929 J K-1.
C'est bien ça
Oui, c'est ça.
2) Même bilan avec Q2 + Q3 = Q4 où Q3 P.t la quantité de chaleur apportée par le chauffage.
Pas de chaleur latente à utiliser car tu dois juste porter le tout à ébullition (et non tout évaporer)
Energie nécessaire pour chauffer 2 kg d'eau
=(C.m.ceau) X (100-20)
=(929 + 2*4180)*(100-20)
= 7,431 105
Donc :
t1 = 7,431 105 / 2000
= 371,5 s .
Etat initial : bouilloire et deux litres d'eau à 29 °C
Chauffage : 2000 W pendant une durée t
Etat final : bouilloire et deux litres d'eau à 100 °
Bilan : (929 + 2.4185).29 + 2000.t = (929 + 2.4185).100
d'où t = ... en secondes car 1 W = 1 J/s
A+, KiKo21.
Merci beaucoup pour votre aide j'essaye de continuer mon devoir, j'ai déjà de bonnes bases, encore merci
Une derniere question : en quoi mon calcul etait faux ?
Energie nécessaire pour chauffer 2 kg d'eau
Q=(C.m.ceau) X (100-20)
=(929 + 2*4180)*(100-20)
= 7,431 105
Or P = Q/t donc t = Q/P
Donc :
t1 = 7,431 105 / 2000
= 371,5 s .
Ton calcul est exact et plus direct.
Vous n'êtes pas partis de la même température initiale (qui n'était pas claire dans ton énoncé tel que tu l'avais recopié)
kiko21 est parti d'une température de 29 °C
tu es parti d'une température de 20 °C
Merci beaucoup pour votre aide à tous
Bonjour,
J'ai cru que les 2 litres d'eau étaient déjà à 29°C dans la question 2), faisant suite à la question 1).
> Renard
Comme te l'a précisé Coll, ton calcul est plus rapide puisque tu utilises directement le résultat du bilan thermique, mais la méthode est la même : Le bilan thermique.
Bonne continuation et au plaisir, KiKo21.
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