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transfère thermique

Posté par
evolutions
25-02-13 à 18:00

Bonjour à tous,
Voilà bien quelques heures que je cherche une réponse à une question sur mon DM de Physique!
Tout d'abord, il y a une expérience :
Dans trois béchers, différents, contenant chacun 200g d'eau à la température initiale de 20°C, on ajoute :
-80g d'eau à la température de 60°C ( la température maximale du système est de 31.3°c)
-80g de brique à la température de 97°c ( la température maximale du système est de 25.5°c)
-90g de cuivre à la température de 97°c  ( la température maximale du système est de 23.1°c)

On nous donne c(la valeur de l'énergie libérée, en joule, lorsque la température de 1,0g de substance diminue de 1,0°c)
-c= 0.84
-c= 4.18
-c=0.285

La question est de rattacher c aux substances suivantes: l'eau liquide, brique et cuivre solide.

Pourriez-vous m'aider, je n'arrive pas à organiser un raisonnement sur cette question.
Merci beaucoup.

                        Evolutions

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 18:22

Bonsoir,

Je note C la capacité thermique d'un bécher et de l'eau qu'il contient.
C est inconnu et ne nous intéresse pas. C'est la même valeur pour les trois béchers.

Avec l'ajout d'eau :

C.(31,3 - 20) = 0,080 ceau (60 - 31,3)

Avec l'ajout de brique :

C.(25,5 - 20) = 0,080 cbrique (97 - 25,5)

Avec l'ajout de cuivre :

C.(23,1 - 20) = 0,090 ccuivre (97 - 23,1)

Tu en déduis trois valeurs
ceau, cbrique et ccuivre proportionnelles à C

Et tu compareras avec les trois propositions qui te sont faites.

Posté par
evolutions
Réponse 25-02-13 à 18:31

J'ai du mal à comprendre... Pourriez-vous plus m'expliquer votre raisonnement?
Merci d'avance.

Evolution

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 18:34

J'ai écrit trois fois que la quantité de chaleur reçue par le bécher et son contenu est égale à la quantité de chaleur cédée par le corps chaud qui est plongé dedans.

Posté par
evolutions
Réponse 25-02-13 à 18:40

Je comprend, mais je ne comprend pas la démarche à suivre par la suite
Et comment résoudre l'énigme des c...

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 18:42

Veux-tu bien calculer les trois valeurs ceau, cbrique et ccuivre en fonction de C ?

Posté par
evolutions
réflexion 25-02-13 à 18:46

Pour cela j'effectue :

C(25,5 - 20)/cbrique  = 0,080*(97 - 25,5) non?
Mais ne connaissant pas C(25.5-20) et cherchant cbrique... j'ai du mal à voir comment faire :/

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 18:48

Citation :
Veux-tu bien calculer les trois valeurs ceau, cbrique et ccuivre en fonction de C ?


Posté par
evolutions
... 25-02-13 à 18:53

C = 5.72*cbrique....
C'est ça?

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 18:59

Je ne comprends pas comment tu trouves cette valeur.

Et je ne demande pas C en fonction de cbrique
je demande cbrique en fonction de C ! !

Si j'ai
a 3 = 4 b
et que je veux b en fonction de a
je trouve :

b = 0,75 a

Posté par
evolutions
... 25-02-13 à 20:00

C.(31,3 - 20)/ (0.080*(60-31.1) =  ceau ?

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 20:24

ceau 4,92 C

Oui, et les deux autres ?

Posté par
evolutions
... 25-02-13 à 20:41


C*0.96 = cbrique  


C*0.466 =  ccuivre  *

C'est bien ça ?

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 25-02-13 à 21:02

C'est cela.

Alors, il est simple maintenant de rattacher les trois valeurs proposées dans l'énoncé aux trois corps (programme de 4ème au collège : la proportionnalité...)

Posté par
amory51130
re : transfère thermique 01-03-13 à 14:45

Bonjour,
Je suis dans le même problème je n'ai pas compris vos calculs ! Comment peut on trouver ceau, cbrique et ccuivre puisque l'on ne connait pas C ?  

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 01-03-13 à 16:29

Bonjour,

En faisant ce que j'ai écrit : appliquer la proportionnalité.

Posté par
amory51130
re : transfère thermique 01-03-13 à 16:39

La proportionnalité entre quoi et quoi ?
Car moi je trouve :

ceau = 4,92 x C
cbrique = 0,96 x C
ccuivre = 0,47 x C

Quoi faire ensuite ?

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 01-03-13 à 20:12

C'est exact.

Je pense que tu n'as plus aucun doute sur l'affectation des trois valeurs données au trois corps.

Citation :
-c = 0.84 J.g-1.°C-1
-c = 4.18 J.g-1.°C-1
-c =0.285 J.g-1.°C-1


Posté par
amory51130
re : transfère thermique 02-03-13 à 12:11

Ah ok, en fait on s'arrête là et on regarde parmi les trois valeurs c la quelle est la plus approximative à nos résulats.
C'est ça ?

Posté par
amory51130
re : transfère thermique 02-03-13 à 12:17

Pourrais-tu me donner la formule en lettres pour cette équation : C x (31,3 - 20) = 0,080 x ceau x (60 - 31,3) ?

Posté par
Coll Moderateur
re : transfère thermique 02-03-13 à 14:37

C : capacité thermique d'un bécher et de l'eau qu'il contient (en J.°C-1) ; mais on ne cherche pas cette valeur.
Tb,i : température initiale du bécher et de l'eau qu'il contient (en °C).
meau : masse d'eau ajoutée (en kg)
ceau : capacité thermique massique de l'eau (en J.kg-1.°C-1)
Te,i : température initiale de l'eau qui est ajoutée (en °C)
Tf : température finale du bécher et de son contenu (en °C)

on écrit que :
la quantité de chaleur reçue par le bécher et l'eau qu'il contient initialement
est égale à
la quantité de chaleur cédée par l'eau ajoutée

C(Tf - Tb,i) = meauceau(Te,i - Tf)



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