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Problème dans un exercice de physique en thermodynamique.

Posté par
NNIIKKOO
24-07-12 à 19:38

Bonjour,

Je n'arrive pas à résoudre un problème en physique en thermodynamique, si quelqu'un pouvait m'aider? ^^

Dans la donnée de l'exercice il est écrit qu'on met en contact:
20 g de cuivre à 120 °C  avec 30 g de plomb à 50 °C et 15 g d'aluminium à -40 °C
Ensuite il est demandé quelle est la température du système à l'équilibre ?


J'ai donc supposé qu'il n'y avait pas de perte d'énergie vu qu'il n'y à pas de précision particulière sur ce point.
(par "perte d'énergie", j'entends fuite d'énergie au contact d'un milieu extérieur par exemple l'ai etc...)

Donc j'ai imaginé que l'énergie thermique du système serait la même au début et à l'équilibre, mais que les températures des matériaux seront les mêmes à l'équilibre.
J'ai alors calculé cette énergie thermique en joules en connaissant la chaleur massique de chaque matériau:
E = m1.c1.t1 + m2.c2.t2 + m3.c3.t3 = 12208,2 [J].
(m est la masse en kg, t la température en kelvin, c la chaleur massique en joules par kilo et par kelvin)
(on le fait pour chaque matériau)

Ensuite j'ai posé l'équation: m1.c1.t + m1.c1.t + m1.c1.t = 12208.2
(sauf que l'on connait m et c mais pas t la nouvelle température. je trouve alors t en kelvin.
je transforme en degrés celcius et je trouve 60° je crois.
Or dans un corrigé sans correction la réponse est 22 °C.

Où est donc la faute?

Posté par
Barbidoux
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 15:49

Ensuite j'ai posé l'équation: m1.c1.t + m1.c1.t + m1.c1.t = 12208.2
----------------
Ta seconde équation devrait être :
m1.c1.t + m2.c2.t + m3.c3.t =(m1.c1 + m2.c2 + m3.c3).t = 12208.2

Posté par
NNIIKKOO
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 17:30

ah oui pardon c'est une erreur, je voulais écrire m1.c1.t + m2.c2.t + m3.c3.t = 12208.2  ^^
là c'est donc juste?

Posté par
J-P
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 17:47

m(Cu) * C(cu) * (Tf - 120) + m(Pb) * C(Pb) * (Tf - 50) + m(Al) * C(Al) * (Tf + 40) = 0

0,02 * 385 * (Tf - 120) + 0,03 * 129 * (Tf - 50) + 0,015 * 897 * (Tf + 40) = 0

Tf = 23 °C
-----
Sauf distraction.  

Posté par
NNIIKKOO
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 18:06

merci^^,
mais comment déduit-on cette égalité?

Posté par
NNIIKKOO
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 18:23

cela veut-il dire que l'énergie perdue par la différence de température doit compenser celle gagnée par la différence de température?

Posté par
J-P
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 19:44

Oui ...

La somme des quantités de chaleurs fournies ou reçues par les 3 matériaux doit être nulle.
... pour autant évidemment qu'il n'y ait pas d'échange de chaleur avec "le monde extérieur".  

Posté par
NNIIKKOO
re : Problème dans un exercice de physique en thermodynamique. 25-07-12 à 21:19

ok merci

Et l'autre facon de  faire, citée plus haut fonctionne aussi? (même si elle est plus longue)



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