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[Physique] Problème de chaleur
Voici l'énoncé du problème :
Une casserole d'aluminium a une masse de 1, 5 kg et contient 2 litres d'eau à 60°C. Quelle masse d'eau à 10°C faut-il ajouter dans la casserole pour qu'elle contienne de l'eau à 50°C ?
Je dispose des formules suivantes :
Chaleur fournie = m c dT
où m est la masse, c la chaleur massique et dT la différence de température.
Chaleur échangée = C dT
où C est la capacité calorifique et dT la différence de température.
dU = Q - A
où dU est la variation d'énergie interne, Q la chaleur fournie et A le travail.
chaleur massique de l'aluminum : 897
chaleur massique de l'eau : 2060
Je n'arrive pas à comprendre le raisonnement que je dois effectuer pour résoudre ce problème... Je n'arrive pas non plus à déterminer en quoi les données concernant la casserole sont importantes, ni comment celles-ci interviennent dans la résolution.
Merci de m'aider, c'est un problème de base et je m'inquiète vraiment de ne pas savoir le résoudre... La réponse à laquelle on est sensé parvenir est 580 g.
Bonsoir,
L'eau et la casserole sont toujours à l'équilibre à la meme température.
Au départ T(eau)=T(casserole)= 60°C
Quand tu va ajouter de l'eau à 10°C non seulement tu va refroidir l'eau déjà contenue dans la casserole mais aussi la casserole elle meme.
C'est pour cela que les données sur l'aluminium de la casserole sont à considérer aussi
La chaleur massique que tu as indiquée pour l'eau est fausse, celle indiquée est celle de l'eau SOLIDE, soit la glace.
Chaleur massique de l'alu : 897 J.kg-1.K-1
Chaleur massique de l'eau : 4180 J.kg-1.K-1
Différence d'énergie calorifique pour l'alu entre 60 et 50°C : Delta E1 = -1,5 * (60-50) * 897 = 13455 J
Différence d'énergie calorifique pour les 2 litres d'eau entre 60 et 50°C : Delta E2 = -2 * (60-50) * 4180 = 83600 J
Il y a donc pour l'alu et les 2 litres d'eau, une différence d'énergie calorifique (entre 60°C et 50)C) de 13455+83600 = 97055 J
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Soit x la quantité (en kg) d'eau à 10°C ajoutée.
Différence d'énergie calorifique pour les x kg d'eau entre 10°C et 50°C : Delta E3 = x * (50-10)*4180 = 167200x J
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On a donc: 167200x = 97055
x = 0,58
Il faut ajouter 0,58 kg d'eau à 10°C
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Sauf distraction. 
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