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Variation énergie interne
Bonjour, j'ai un exercice à faire en physique et je bloque un peu... Je vous donne l'énoncé :
L'eau distillée utilisée au laboratoire est obtenue par vaporisation de l'eau du robinet, puis condensation de la vapeur. Cette opération permet de diminuer la quantité d'espèces chimiques dissoutes dans l'eau.
1- Calculer la variation d'énergie interne de 10L d'eau du robinet passant de 15 °C à 100°C.
2- Quelle énergie faut-il fournir pour transformer ce meme volume d'eau en vapeur à 100°C, sous la pression de 1 Bar ?
3- La vapeur d'eau est ensuite condensée à l'aide d'un réfrigérant pour obtenir 10 L d'eau distillée à 15°C.
Quelle énergie a été cédée au réfrigérant au cours de cette condensation ?
Données:
c(eau)=4.18 kJ.kg-1.°C-1
L(vapeur d'eau)= 2260 kJ.Kg-1
Pour la première question, dois-je convertir c(eau) en J et calculer
U= mc(
2-1)? Je bloque aussi pour les autres questions .... :S
Merci d'avance pour votre aide !
Bonjour,
Tu n'es pas obligé(e) de convertir les kilojoules en joules, à la condition d'exprimer toutes les énergies en kilojoules.
Oui il faut appliquer la relation qui lie la masse, la capacité thermique massique et la différence de température à la variation d'énergie interne.
Merci beaucoup pour votre réponse, mais pourriez-vous m'aider pour les questions 2 et 3, je ne comprends pas vraiment ce qu'on me demande, surtout comment faire intervenir le L(vapeur d'eau)?
je ne connais que la formule que j'ai donné en premier.
Encore merci.
Eh bien, commence donc par calculer l'énergie nécessaire pour faire passer 10 litres d'eau de 15 °C à 100 °C tout en restant liquide à 100 °C
euh, ce que vous me demander c'est pas delta U???
Olala, je suis vraiment désolée si j'ai du mal à comprendre lol, mais c'est le premier exercice que je fais sur l'énergie interne 
L'énergie nécessaire pour chauffer c'est l'énergie devient énergie interne, donc c'est bien U
Vas-y... n'aie pas peur !
Tu peux enlever les 3 points d'interrogation : c'est bon ! 
Pour te rassurer, apprends à faire des vérifications comme celle que je t'indique :
(kJ.kg-1.°C-1) * kg * °C = kJ
Dis-moi si tu comprends ou non. C'est très important. Si tu comprends cela je te garantis des progrès rapides en physique !
Maintenant cette eau liquide à 100 °C il faut la transformer en eau vapeur toujours à 100 °C. Et cela demande encore de l'énergie (cela augmente encore l'énergie interne de cette eau). Quelle énergie est nécessaire ? Regarde bien l'énoncé et pense à utiliser les unités comme je viens de le faire !
oui je comprends !
Dois-je utiliser L(vapeur eau) ? Il est en kJ.kg-1 donc avec ce raisonnement peut etre que je dois le multiplier par des kilos? 2260*10 ? Mais alors a quoi servirait la pression ?!
Super ! Je suis content de ta réponse !
La pression ne sert pas dans le calcul ; elle sert à justifier les valeurs adoptées pour les "constantes".
Oui, la quantité d'énergie nécessaire pour évaporer l'eau à 100 °C est proportionnelle à la masse d'eau et à la "chaleur latente d'évaporation" Lv
Uv = m . Lv
et pour les unités
kJ = kg * (kJ.kg-1)
Application numérique ?
moi aussi je suis contente lol! Merci beaucoup pour la technique des unités, ça va beaucoup m'aider !
Application numérique :
v = m . Lv
v = 10*2260
v =22600 kJ
?
Mais tu sais c'est beaucoup plus qu'une astuce... on touche aux fondements de la physique ! En physique, contrairement aux mathématiques, on ne manipule que très rarement des "nombres purs" ; on manipule des "grandeurs" que l'on représente par un nombre et une unité, qui sont assez inséparables.
Pratique cela dans tous tes exercices de physique. Tu m'en reparleras !
__________
On a donc fourni une énergie de 3 553 + 22 600 = 26 153 kJ qui a augmenté d'autant l'énergie interne de l'eau.
Question 3
Un peu de réflexion. L'énergie se conserve. L'énergie qu'il a fallu dépenser pour passer de l'eau liquide à 15 °C à l'eau vapeur à 100 °C, énergie qui a augmenté l'énergie interne de l'eau, cette énergie ne va disparaître comme cela...
Pour ramener l'eau vapeur à 100 °C vers l'eau liquide à 15 °C il va falloir prélever de l'énergie interne et ainsi se retrouver dans l'état initial. Peux-tu dire (j'aide) sans calcul quelle énergie il faut céder au réfrigérant ?
Re bonjour, désolée pour le temps que j'ai mis à répondre, je n'étais pas chez moi !
Si je comprends bien dans la question 3, on se retrouve à l'état initial (sauf qu'il s'agit maintenant d'eau distillée). Donc logiquement on devrait céder les 26 153 kJ, non ? Donc il faut céder de l'énergie interne ? Je n'ai pas tout compris...
En tous cas, merci beaucoup pour toutes vos réponses jusqu'à présent, cela m'a beaucoup aidée
Bonjour,
C'est vrai que l'on se retrouve avec de l'eau distillée. Mais rien dans les données du problème ne nous permet de la distinguer de l'eau du robinet pour ce qui est des énergies mises en jeu.
Oui, tu as bien compris. En passant de l'état vapeur à l'état liquide (toujours à 100 °C car la pression est la pression atmosphérique ; ce serait une autre température pour une autre pression) les 10 kilogrammes de vapeur vont céder 22 600 kJ que le réfrigérant devra évacuer. Et pour passer de 100 °C à 15 °C les 10 kg d'eau liquide doivent encore céder 3 553 kJ d'énergie interne au réfrigérant.
Un petit complément sur les questions d'unités et la résolution des problèmes de physique 
(Lien cassé)
Merci beaucoup pour votre aide ! Ca m'a permis non seulement de comprendre mon exercice, mais aussi de comprendre certaines notions de physiques plus générales... Merci pour le lien !
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