Bonjour,

Résoudre une question de physique ne consiste pas à se jeter sur une "formule" puis à passer à un exercice de mathématiques appliquées avec l'application numérique.

Peux-tu, sans aucune "formule", seulement avec des phrases, expliquer ce que l'on fait et, physiquement, ce qui va se passer ?

C'est une pièce de cuivre qui a une masse 50g et est à 80°C que l'on met dans 100 ml d'eau à 10°C.
On me demande de trouver la température des 2 objets (eau et cuivre) ensemble.

C'est ce que je comprends.

Seulement je suppose que la température ne se stabilise pas en un éclair. Il faut un certains temps . Faut-il connaitre ce temps ? ou bien même sans cette information on peut trouver la température lorsque les 2 objets à température différente sont ensemble ?

Oui, cela va prendre du temps, mais il n'y a pas à le prendre en compte dans cet exercice.

La chaleur va toujours du corps chaud vers le corps froid.
Le bloc de cuivre va donc se refroidir et va céder une certaine quantité de chaleur à l'eau.
L'eau va gagner cette même quantité de chaleur ("il n'y a aucune perte" dit l'énoncé) et va donc se réchauffer.

Quand la température du bloc de cuivre sera égale à celle de l'eau, l'échange cessera ; on aura atteint l'état final.

Mettre en équation le problème consiste donc à calculer
. la quantité de chaleur perdue par le bloc de cuivre entre 80 °C et la température finale inconnue ;
. la quantité de chaleur gagnée par l'eau entre 10 °C et cette même température finale.

Une quantité de chaleur perdue ou gagnée se calcule en fonction :
. de la masse du corps considéré,
. d'un coefficient qui dépend de la nature du corps,
. de la différence entre les températures finale et initiale.

Donc la formule pourrait être :

Q= c m

Q= la chaleur
c=chaleur massique
m=la masse de la substance
=la différence de témpérature


Est ce possible ?

Oui, c'est cela.

Il reste à écrire que la quantité de chaleur perdue par le cuivre est égale à la quantité de chaleur gagnée par l'eau.

Je suis un peu perdu :

Q= la chaleur (la chaleur final eau-cuivre? )
c=chaleur massique ( de l'eau ou du cuivre ?)
m=la masse de la substance ( de l'eau ou du cuivre ou des 2 ? )
{\Delta T}\=la différence de témpérature

Merci

Attention ! Ne confonds surtout pas "chaleur" et "température"

La relation que tu as écrite dans ton message de 19 h 09 va te servir deux fois.
Une fois pour calculer la chaleur perdue par la masse de cuivre quand elle passe de 80 °C à la température finale inconnue °C
Une deuxième fois pour calculer la chaleur gagnée par la masse d'eau quand elle passe de 10 °C à cette même température inconnue °C

Je suppose que ton énoncé te donne les valeurs des chaleurs massiques du cuivre et de l'eau.

Alors partons des données


Pièce de cuivre
---------------

masse = 50,0g
température = 80,0°C


Eau
---
Masse = 100 g = 100ml
Température = 10°C


Q= c

Nous  voulons donc trouver Q c'est ça ?

Nous travaillons dans les unités SI , c'est ça donc ce n'est pas le gramme (g) mais le kilo (kg)

Q= 0,05

C'est ça ?

70 car la difference de température entre 80° et 10 ° est de 70 °

La température finale n'est certainement pas 10 °C, car l'eau va gagner de la chaleur et donc sa température va augmenter. Donc T n'est pas égal à 70 °C

Intéresse-toi tout d'abord à la quantité de chaleur perdue par la masse de cuivre qui fait que sa température passe de 80 °C à °C

Quelle est la chaleur massique c_Cu du cuivre ?

Le froid prend le chaud c'est bien ça ?

Donc l'eau (à 10°C)va prendre la température du cuivre (80°C)

La température de l'eau va augmenter.
La température du cuivre va diminuer.


Je dois trouver la température qu'aura "le tout", c'est à dire au moment ou la température de l'eau sera égale à celle du cuivre.

c'est bien cela ?

La chaleur massique, réellement, je ne sais pas ce que c'est et encore moins la trouver.

ps: je suis désolé mais je n'ai pas pu me connecter hier

Encore merci pour ton aide

Impossible de résoudre cet exercice sans la valeur de la chaleur massique du cuivre (et celle de l'eau). Ces valeurs sont très certainement données avec l'énoncé. Sinon il faut les chercher dans le chapitre correspondant du livre.

"Chaleur massique" = "chaleur spécifique" = "capacité thermique massique"

L'unité est le joule par kilogramme et par kelvin : J.kg^-1.K^-1

La formule de la chaleur massique est donc :



c= chaleur massique


Q= la chaleur (exprimé en joule ?)
m=masse de la substance (Kg)
= Je n'ai pas compris à quoi il correspondait ( certainement exprimé en Kelvin ?)

Donc

Mais je suis encore bloqué, je n ai jamais fait d'exercices comme celui ci

Je ne te demande pas une "formule" ! Je te demande la valeur de la chaleur massique du cuivre. Elle doit être donnée dans l'énoncé (ou dans le corps du chapitre de ton livre).

C'est cette valeur qui permettra de calculer la quantité de chaleur perdue par le cuivre quand sa témpérature baisse de T = 80 -
Puisque sa température initiale est 80 °C et que sa température finale est °C

Pour le cuivre la chaleur massique à 25 ° C et à pression constante est de 390 .

Enfin !

Et l'unité ?

c_Cu = 390 J.kg^-1.K^-1

Alors, maintenant : quelle est la quantité de chaleur perdue par le bloc de cuivre de masse 50,0 g qui fait que sa température passe de 80 °C à °C

Bien sûr puisque tu ne connais pas encore , la température finale à l'équilibre cuivre-eau, cette quantité de chaleur est une fonction de

il faut donc trouver .

Dans mon livre il est indiqué que c 'est la chaleur massique du cuivre MAIS à 25 °C.
Il n'est pas certains que la température final eau-cuivre soit de 25°C donc la chaleur massique n'est pas correcte.

Enfin je ne sais pas réellement ce qu'est la chaleur massique, je connais la définition Ok , mais je ne sais pas ce que ça signifie.

Voici la définition qui se trouve dans mon cours : la chaleur massique(c) d'une substance correspond à la chaleur qu'il faut fournir à 1 kilogramme de cette substance pour élever sa température de 1 kelvin.

Tu peux considérer pour cet exercice que la chaleur massique du cuivre est constante entre 80 °C et °C

Que signifie cette chaleur massique ?

La quantité de chaleur pour élever une masse de 1 kg de cuivre de 1 °C est de 390 joules

Pour élever une masse m' de 200 grammes de T ' = 15 °C la quantité de chaleur serait de
Q' = m'.c.T ' = 0,2 390 15 = 1 170 J
etc.

Je pose à nouveau ma question :

Citation :
quelle est la quantité de chaleur perdue par le bloc de cuivre de masse 50,0 g qui fait que sa température passe de 80 °C à °C ?

j'ai compris le m (pour la masse de l'objet en kg) le c ( quantité d'energie à fournir pour elever une masse d'1 kg de 1°C)

Mais le Q alors c'est quoi la difference avec le c ?
Niveau mathématique je sais qu'entre le c et le Q, c'est l'unité qui change, mais dans la vie de tout les jours ça représente quoi ? ca veut dire quoi Chaleur par rapport à chaleur massique ?


Sinon pourquoi 15 °C, c'est un exemple ? Ou bien tu l'as trouvé par calcule

Merci

Q, c'est la quantité de chaleur, l'énergie.
c : la chaleur massique (expliquée plus haut) dépend du corps ; la chaleur massique du cuivre n'est pas la même que la chaleur massique de l'eau, etc.
Oui, 15 °C c'est un exemple, pour faire comprendre comment on utilise la chaleur massique dans un calcul.

Donc dans l'exercice ça revient à :

Q=


Donc la chaleur du cuivre sera :



--------------------------------
Pour l'eau
La chaleur massique de l'eau est de 4190 J/kg K.

Donc :




J'ai tout de meme 2 inconnus à chaque fois.

Le cuivre se refroidit de 80 °C à °C

L'eau se réchauffe de 10 °C à °C

Donc ce ne sont pas les mêmes dans les deux équations.

Ça vient, mais ce n'est pas bien écrit.

Quantité de chaleur (en joules) perdue par le cuivre :
Q_Cu = m . c_Cu . (T_initiale - T_finale) = 0,05 390 (80 - )

Quantité de chaleur (en joules) gagnée par l'eau :
Q_eau = m' . c_eau . (T_finale - T_initiale) = 0,1 4190 ( - 10)

A toi !

La formule de la chaleur de l'eau, étant donné qu elle gagne ça devrait etre :



Etant donné que c'est la température de l'eau du départ (10°C) + celle que la pièce de cuivre à perdu ()

?

La température de l'eau sera égale à celle de la pièce au final non ? alors nous pouvons égaliser le systeme?

J'ai posé les deux équations. A chaque fois on considère la variation de température du corps.

Et pour terminer tu peux relire mon message du 1^er août à 15 h 31
Il répond aux questions que tu te poses. Mais il faut lire...

Haaa, c'est en faite la température FINAL, je pensais que était la température que le cuivre perdait.

Je comprends maintenant.

ça revient à résoudre un systeme non ? Methode de la substitution ?






La température du cuivre au final sera egale à celle de l'eau.
Alors nous pouvons égaliser les 2 equations ?

Ce qui donne :

=

Je pense que j'ai fait une grosse boulette
J'ai réaliser l'opération sur une feuille à part et j'obtiens 4,67 pour
Impossible car l'eau doit se réchauffer et donc dépasser les 10 °C. J'ai honte de ne pas savoir résoudre un système pareil (j'ai 16 ans ).

Eh bien, quand on sait que l'on s'est trompé, on recommence, non ?
____________

= (m_Cu.c_Cu.T_Cu + m_eau.c_eau.T_eau) / (m_Cu.c_Cu + m_eau.c_eau)

Application numérique :

= (0,05 390 80 + 0,1 4190 10) / (0,1 4190 + 0,05 390) 13,1 °C

Sauf erreur !

ça revient à résoudre un systeme non ?

La chaleur du cuivre est la meme que la chaleur de l'eau au final ?

Je pense que oui, alors , on peut égaliser.

Q = 419 - 4190
Q = -19,5 - 1560

Q = 419 - 4190 + 19,5 + 1560
Q= 438,5 -2630

Q + 2630 / 438,5 =


J'ai mainteant 2 inconnus bloqué

Lis-tu les réponses que l'on te donne ?

Quantité de chaleur perdue par le cuivre : Q_Cu = m_Cu . c_Cu . (T_Cu - )

Quantité de chaleur gagnée par l'eau : Q_eau = m_eau . c_eau ( - T_eau)

Puisqu'il n'y a pas de pertes, toute la chaleur perdue par le cuivre est gagnée par l'eau.
En conséquence : Q_Cu = Q_eau
et donc :
m_Cu . c_Cu . (T_Cu - ) = m_eau . c_eau ( - T_eau)

Et il n'y a qu'une seule inconnue.

Je n'avais pas vu ta réponse car j'étais entrain d'ecrire la mienne et étant donné que je n'ai pas la fonction édité, je n'ai pas pu rectifier.


Il suffit simplement de remplacer maintenant( je tenais compte de la chaleur de mon equation, c'est pour cela que j'avais 2 inconnus, Q et .


( = . ( -


Données :eau









Données :cuivre







=?
--------------------------------------


)





----------------------------------------------





Voila, mais ce n'est pas grave que l'on mélange des °C avec des ° kelvin ( kelvin qui fait partie de l'unité de la chaleur massique ?)

Pour trouver la chaleur maintenant je prends les données de l'une des 2 matières et j'utilise la formule :





=1304,5 J

----------
je vérifie quand même avec les données de l'eau
4190 (13.1-10)

=1299J (petite marge d'erreur certainement)

Une différence de température de 1 °C est égale à une différence de température de 1 K
Donc, pour ce genre de problème, on peut compter la différence de température aussi bien en degrés Celsius qu'en kelvins.

Oui, la quantité de chaleur échangée entre le cuivre et l'eau est d'environ 1 300 joules.

Merci encore pour toute ces explications

Allerrr, on continue

Je t'en prie.
A une prochaine fois !