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CORRECTION DES EXERCICES DE CALORIMETRIE : exercices 1

Déterminer la capacité thermique C du calorimètre et de ses accessoires. Données: Chaleur massique de l'eau : ce= 4185 J.kg-1.K-1 ; Masse volumique de l 



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CORRECTION DES EXERCICES DE CALORIMÉTRIE. I. Bain à 37°C. Soit Q1 la quantité Résolution : [1] + 33.[2]. ⇔. 55.m2 = 8250 ⇔ m2 = 150kg m1 + m2 = 250 ⇔ m1 ...



Exercices de Thermodynamique

□ Calorimétrie. T3. §. ¦. ¤. ¥. Ex-T3.10 Calorimétrie pratique. On veut remplir L'application du PDF à la bille après y avoir fait apparaître dP



Exercices Echanges thermiques Calorimétrie

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Déterminer la chaleur massique du plomb. 3. Un calorimètre de valeur en eau μ=358g contient une masse m1 = 200g d'eau à la température initiale 



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déduire l'enthalpie de la réaction. Solution. On à : V= cst QV = QP - RT et Qp = Donc. ; Qv= - 2000 kJ 



CORRECTION DES EXERCICES DE CALORIMETRIE : exercices 1

EXERCICE 1 : Détermination de la capacité thermique d'un calorimètre: Un calorimètre contient une masse m1 = 250g d'eau. La température initiale de 



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EXERCICES : TRANSFERTS THERMIQUES un calorimètre de capacité thermique C = 209 J.K – 1 contenant une masse m2 = 350 g d'eau. ... Résolution : [1] + 33.



La dépense énergétique

et de l'intensité de l'exercice et l'effet thermique des aliments (environ 10 % du La mesure de la consommation d'oxygène (calorimétrie indirecte).



Exercices sur les transferts thermiques Exercices sur les transferts

Chaleur massique de l'eau : ce=4185 J.kg-1.K-1. Capacité thermique totale du calorimètre : C=209 J.K-1. Exercices sur les transferts thermiques. Exercice 3 



Exercices de Thermodynamique

Solution Ex-T1.1. 1) Comme Vm = Un calorimètre de capacité calorifique Ccal = 209J. ... L'application du PDF à la bille après y avoir.



Thermodynamique et chimie de solution. Exercices.

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Enthalpie de Formation Enthalpie de Formation Supplément

Calorimétrie. Exercice 11. Exercice 11 : Oxyde de Magnésium. : Oxyde de Magnésium. : Oxyde de Magnésium. On cherche à déterminer l'enthalpie standard de 



TP20-0085-Book — 17/07/2020 14:50 — page I

Exercices. 18. 2.1. Exercices généraux et calorimétrie. 18. 2.2. Autour du premier principe de la thermodynamique. 26. 2.3. Autour du deuxième principe de 



THERMODYNAMIQUE Cours et exercices dapplication corrigés

Si une transformation s'effectue sans échange de chaleur avec le milieu extérieur elle est adiabatique (par exemple si le système est un calorimètre 

2 BEP date :

Ph. Georges Sciences 1/2

EXERCICES : TRANSFERTS THERMIQUES

I. Bain à 37°C

On désire obtenir un bain d'eau tiède à la température 37 °C, d'un volume total V = 250 litres, en

mélangeant un volume V1 d'eau chaude à la température initiale 1 70 °C et un volume V2 d'eau froide à

la température initiale 2 = 15 °C. Déterminer V1 et V2 en supposant négligeables toutes les fuites thermiques lors du mélange.

II. Chaleur massique du plomb

On sort un bloc de plomb de masse m1 = 280 g d'une étuve à la température 1 98 °C. On le plonge dans

un calorimètre de capacité thermique C = 209 J.K 1 contenant une masse m2 = 350 g d'eau. L'ensemble

est à la température initiale 2 16°C. On mesure la température d'équilibre thermique e 17,7 °C.

Déterminer la chaleur massique du plomb.

III. Bloc de fer plongé dans l'eau

Un morceau de fer de masse m1 = 500 g est sorti d'un congélateur à la température 1 30 °C.

Il est plongé dans un calorimètre, de capacité thermique négligeable, contenant une masse m2 = 200 g

d'eau à la température initiale 2 °C.

Déterminer l'état final d'équilibre du système (température finale, masse des différents corps présents dans

le calorimètre).

IV. Fusion d'un glaçon (version 1)

Un calorimètre de capacité thermique C = 150 J.K 1 contient une masse m1 = 200 g d'eau à la

température initiale 1 = 70 °C. On y place un glaçon de masse m2 = 80 g sortant du congélateur à la

température 2 = 23 °C.

Déterminer l'état final d'équilibre du système (température finale, masse des différents corps présents dans

le calorimètre).

V. Fusion d'un glaçon (version 2)

Un calorimètre de capacité thermique C = 150 J.K 1 contient une masse m1 = 200 g d'eau à la

température initiale 1 = 50 °C. On y place un glaçon de masse m2 = 160 g sortant du congélateur à la

température 2 = 23 °C.

Déterminer l'état final d'équilibre du système (température finale, masse des différents corps présents dans

le calorimètre).

2 BEP date :

Ph. Georges Sciences 2/2

VI. Détermination de la capacité thermique d'un calorimètre

Un calorimètre contient une masse m1=250g d'eau. La température initiale de l'ensemble est 1 = 18 °C.

On ajoute une masse m2 = 300 g d'eau à la température 2 = 80 °C.

1. Quelle serait la température d'équilibre thermique e de l'ensemble si la capacité thermique du

calorimètre et de ses accessoires était négligeable?

2. On mesure en fait une température d'équilibre thermique e = 50 °C. Déterminer la capacité thermique

C du calorimètre et de ses accessoires.

Données :

Masse volumique de l'eau : µ = 1000 kg.m 3.

Capacité thermique massique de l'eau : ce = 4185 J.kg 1.K 1. Capacité thermique massique de la glace : cg = 2090 J.kg 1.K 1. Capacité thermique massique du fer : cFe = 460 J.kg 1.K 1. Chaleur latente massique de fusion de la glace : Lf = 3,34.10 5 J.kg 1. Chaleur latente massique de so : Ls = 3,34.10 5 J.kg 1.

2 BEP date :

Ph. Georges Sciences 3/2

CORRECTION DES EXERCICES DE CALORIMÉTRIE

I. Bain à 37°C

Soit Q1 la quantité de chaleur cédée par l'eau chaude : Q1 = m1 ce ( 1). Soit Q2 la quantité de chaleur captée par l'eau froide : Q2 = m2 ce ( 2).

Le système {eau} est isolé : Q1 + Q2 =0

soit m1 ce ( 1) + m2 ce ( 2) = 0 m1 ( 1) + m2 ( 2) = 0

A. N :

m1 (37 70m2 (37 15d'où 33 m122 m2 D'autre part, le volume total du bain est de 250 L ; sa masse est de 250 kg. On a donc : m1m2 250

D'où le système :

]2[0mm ]1[0m22m33 21
21
Résolution : [1] + 33.[2] 55.m2 = 8250 m2 = 150kg m1 + m2 = 250 m1 = 250 - m2 m1 = 250 100 m1 = 100kg

Il faut donc 150 L d'eau froide à 15°C et 100 L d'eau chaude à 70°C pour obtenir 250 L d'un bain à 37°C.

II. Capacité thermique massique du plomb

Soit Q1 la quantité de chaleur cédée par le bloc de plomb : Q1 = m1 CPb (é 1).

Soit Q2 la quantité de chaleur captée par l'eau froide et le calorimètre : Q2 = (m2 ceau + ) (é 2).

Le système {eau + calorimètre + plomb} est isolé : Q1 + Q2 = 0 On a : m1 CPb (é 1) + (m2 Ceau + ) (é 2) = 0 soit m1 CPb (é 1) = (m2 Ceau + ) (é 2) : CPb = (m2 Ceau + ) (é 2) / m1 (1 é)

A.N. : CPb = Erreur ! CPb = 126,5 J.kg 1.K 1

III. Bloc de fer plongé dans l'eau

Soit Q1 l'énergie captée par le bloc de fer pour passer de 30 °C à 0 °C : Q1 = m1 CFe (0 1).

Q1 = 500.10 3 460 (0 ( 30)) Q1 = 6900 J

Soit Q2 l'énergie cédée par l'eau pour passer de 4 °C à 0 °C : Q2 = m2 Ceau (0 2)

Q2 = 200.10 3 4185 (0 4) Q2 = 3348 J

|Q1| > |Q2| nc geler Soit Q l'énergie cédée par cette eau pour geler.

2 BEP date :

Ph. Georges Sciences 4/2

Le système {eau + fer} est isolé : Q + Q1 + Q2 = 0 soit Q = Q1 Q2

A.N. : Q = 6900 ( 3348) Q = 3552 J

Soit m la masse d'eau gelée. Q = m Ls soit m = Q Ls

A.N. : m = 3552

3,34.10 5 m 10,6 10 3 kg soit m 10,6 g

Le système est donc composé de : de fer à la température de 0 °C ;

10, de glace à la température de 0 °C ;

200 10,6 = 189, d'eau à la température de 0 °C.

Autre méthode

Soit Q1 l'énergie captée par le fer pour passer de 1 = 30 °C à e.

Q1 = m1 CFe (e 1)

A.N. : Q1 = 0,5 460 (e ( 30)) Q1 = 230 e + 6900 Soit Q2 l'énergie cpour passer de 2 = 4 °C à e.

Q2 = m2 Ceau ( 2) + m2 Ls + m2 Cglace (e )

A.N. : Q2 = 0,2 4185 (0 4)) + 0,2 ( 3,34.10 5) + 0,2 2090 (e )

Q2 = 3348 66800 + 418 e

que le morceau de fer ait une température de 0 °C. : Q1 = 6900 J et Q2 = 3348 Soit m la masse dqui va geler et soit Q l'énergie cédée par glace. Le système {eau + fer} est isolé : Q + Q1 + Q2 = 0 soit Q = Q1 Q2

A.N. : Q = 6900 + 3348 Q = 3552 J

Q = m Ls m = Q

Ls m = 3552

3,34. 10 5 m 0,011 kg (11 g)

Le système est donc composé de : 11 g de glace à la température de 0 °C.

200 11 = 189 g d'eau à la température de 0 °C.

500 g de fer à la température de 0 °C.

V. Fusion d'un glaçon (version 2)

En supposant que toute la glace fonde, un calcul analogue à l'exercice précédent (version 1) donne :

e = (m1 ce + C) 1 + m2 cg 2 - m2 Lf m1 ce + m2 ce + C

A.N. : e = Erreur !

Te = 7,11 °C

2 BEP date :

Ph. Georges Sciences 5/2

Ce résultat est aberrant car à cette température et sous la pression atmosphérique, l'eau est à l'état

solide. La totalité de la glace ne fondra pas et la température du système sera e = 0 °C.

Soit Q1 l'énergie cédée par l'eau et le calorimètre pour passer de 1 = 50 °C à e = 0 °C.

Q1 = (m1 ce + C) (e 1)

A.N. : Q1 = (200.10 3 4185 + 150) (0 50) Q1 = 49350 J. Soit Q2 l'énergie captée par le bloc de glace pour passer de 2 = 23 °C à e = 0 °C.

Q2 = m2 cg (e 1).

A.N. : Q2 = 160.10 3 2090 (0 ( 23)) Q2 = 7691,20 J. Soit m la masse de glace qui va fondre et soit Q l'énergie captée par cette glace. Le système {eau + glace + calorimètre} est isolé : Q + Q1 + Q2 = 0 soit Q = Q1 Q2

A.N. : Q = 49350 7691,2 Q = 41658,80 J

Q = m Lf m = Q

Lf m = 41 658,80

3,34.10 5 m = 12510 3 kg (125 g)

Le système est donc composé de : 160 125 = 35g de glace à la température de 0°C.

200 +125 = 325g d'eau à la température de 0°C.

VI. Détermination de la capacité thermique d'un calorimètre

1. Quantité de chaleur captée par l'eau froide : Q1 = m1 ce (e 1).

Quantité de chaleur cédée par l'eau chaude : Q2 = m2 ce (e 2 Le système {eau + calorimètre} est isolé : Q1 + Q2 = 0. m1 ce (e 1) +m2 ce (e 2) = d'oùTe = (m1 1 + m2 2)/(m1 1 + m2 2)

A.N. : e = Erreur ! e = 51,8 °C

2. Quantité de chaleur captée par l'eau froide et le calorimètre : Q1 = (m1 ce + C) (e 1)

Quantité de chaleur cédée par l'eau chaude : Q2 = m2 ce (e 2) Le système {eau + calorimètre} est isolé : Q1 + Q2 = 0

Soit (m1 ce + C) (e 1) +m2 ce (e 2) = 0

C (e 1) = m1 ce (e 1) m2 ce (e 2)

C = m1 ce (e 1) m2 ce (e 2)

Te - 1

C = m1 ce (e 1) + m2 ce (e 2)

1 - e

A.N. : C = Erreur ! C = 130,8 J.K 1

La capacité thermique du calorimètre est 130,8 J.K 1.quotesdbs_dbs8.pdfusesText_14
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