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Calorimétrie (D'après un TP de Mr Daini site labotp org) L'eau liquide est une phase condensée Lorsqu'elle reçoit un transfert thermique sa température
Comment calculer la calorimétrie ?
Cette mesure de variation de température dans un système isolé permettra de déterminer l'énergie impliquée dans le transfert par la formule Q=m?·?T.Quelle est la valeur de la chaleur massique du fer ?
Chaleur massique du fer : 460 J. kg-1.Quelle est la chaleur latente de fusion de la glace ?
(1) 333,55 J/g (chaleur de fusion de la glace) = 333,55 kJ/kg donc 333,55 kJ pour 1 kg de glace à fondre. PLUS.- La calorimétrie est une technique qui consiste à réaliser une transformation dans un système adiabatique et à mesurer les variations de température qui accompagnent cette transformation. De ces variations de température, on peut déduire les chaleurs de réaction associées à la transformation.
Exercice 1 :
Exercice 2 :
Exercice 3 :
2Exercice 4 :
Les donnés pour cet exercice :
Chaleur massiTe = 4185 J.kg-1.K-1
Chaleur massiT CSn= 228 J.kg-1.K-1
Température de f = 231.9 °C
4- : 3Exercice 5 :
1- Supposons que le glaçon fond dans sa totalité.
Soit T1 :
Q1= (m1.Ce + C) (Te-T1)
Soit T2 :
Q2= m2. Cg. (0-T2)+m2. Lf+m2. Ce (Te-0)
Le système { eau + glace + calorimètre } est isolé :ȈQ = 0
Q1 + Q2 = 0
(m1.ce + C).(Te - T1) + m2.cg.(0 - T2) + m2.Lf + m2.ce.(Te - 0). m1.ce.Te - m1.ce.T1 + C.Te - C.T1- m2.cg.T2 + m2.Lf + m2.ce.Te = 0. (m1.ce + m2.ce + C).Te = (m1.ce + C).T1 + m2.cg.T2 - m2.Lf = 0. Te = (m1.ce + C).T1 + m2.cg.T2 - m2.Lf m1.ce + m2.ce + C Te = (200.10-3.4185 + 150).70 + 80.10-3.2090.(-23) - 80.10-3.3,34.105200.10-3.4185 + 80.10-3.4185 + 150
Te = 29,15°C
2- En supposant que toute la glace fonde, un calcul analogue à la question précédente donne:
Te = (m1.ce + C).T1 + m2.cg.T2 - m2.Lf m1.ce + m2.ce + C Te = (200.10-3.4185 + 150).50 + 160.10-3.2090.(-23) - 160.10-3.3,34.105200.10-3.4185 + 160.10-3.4185 + 150
Te = -7,11°C
Ce résultat est faux 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 Te =0°C.Soit Q1 l'énergie cédée par l'eau et le calorimètre pour passer de T1=50°C à Te=0°C.
Q1=(m1.ce + C).(Te - T1).
Q1=(200.10-3.4185 + 150).(0 - 50).
Q1=-49350 J.
Soit Q2 l'énergie captée par le bloc de glace pour passer de T2=-23°C à Te=0°C.Q2=m2.cg.(Te - T1).
4Q2=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
Q=-Q1-Q2
Q=49350-7691.2
Q=41658.80 J
Q=m.Lf <=> m =
Q Lf <=> m =41658.80
3,34.105
<=> m=125.10-3kg (125g) 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.
Correction
de TD de thermodynamiqueExercice
série No$1 - Compression
isotherme (quasistatique) On a à chaque stade de la transformation unéquilibre
thermique (les grandeurs thermodynamiques sont toutes définies). A1'équilibre
thennique on'a : T.,T0 : Tgur:
Cste A l'équilibre mécanique on'a : P.*: Pg", Le travail des forces de pression s'écrit e [ .l w:-J, p,,dv p,,,,tv = !!ro avec ' Yu- v w - -l' 'RTo ,tr nRT^lnb J)vv. o, W = ttRTrhtL -0 2-Compression
brutale (irréversible) Si la pression d'équilibreà 1'état
fina1e est Pr pour le système (gaz), la pression extérieure lors de la transformation est P1 Qui restait constante. cl tf W' rr,.,,lt' - - J, p,tv P,1V, V,,) w'=-nv,fi-L\ V Or PrV, = nRTo et PoVo nRTo L7'' = -nn7^l - LlP,, w'=nRro(*-,, to AN:W=1.7x103../
AN Il'' =2.5 x 103Exercice #
1) compression isotherme à2Tç,pression maximale atteinte 2p62)
3)W, =-Pol/o= -2.8x103 J , e., == 9.8 x 103 -/
l[/, = 2PoVoln2= 3.9x103 .I; Q, = -2PoVoln2 = -3.9x103 .IIQt = --- . PnVn = -i'yYl1r Jy-l
-L . ror,y-lWs =0 et
4) a,[]"r, = a
Exercice 34=1.03L etl/,=2Vo -4=2.97 L
1) L'équilibre mécanique se traduit se traduit par p1 : p2 = 3p6 : 3 atm.Dans le compartiment C2 le gaz a subi aune transformation adiabatique donc :
PoVd = PrV{ + Vr= trt*li
P,Pour 4 = 4t9i l. = T. = 423.7 K' "' Po'
PourTr onutilise pV=nRt +4= 7PV';i ,, = 7216 K
2) (tLr, = -Ërr" =-lnrv, # =- rn, !:# avec pVï: csre
Sachant que
-À f --,,+l )bl"x"dx =l' Ira ln+1). f ,,t-,1\tt, = -lpV,;ltrlt )vnAft _ Pr4_PoVnrur = " vv =1040KJy-I
De même L(), = PrV, - loVo = 164 KJy-l
La résistance électrique a fourni l,énergie : E = L(Jt + AtJ2 = I2O4 KJCentre Universitaire d ElBayadh - Faculté des Sciences Thermodynamique chimique
1 milieuExtérieur
Chapitre I : Généralité sur la thermodynamiqueIntroduction
La thermodynamique
thermiques et au travail. Pour compléter les notions vues au lycée à propos des
chaleurs de combustion, de dissolution ou définir un certain nombre de termes.Notion de système (
1- Définition
Un systèmou
de substances qui appartiennent à un système constitue le milieu extérieur.2- Différents types de systèmes
Selon la nature du paroi entre le système et le milieu extérieur, on distingue différents systèmes:Système ferméexemple : réacteur
clos.Système isolé
exemple : univers.Système ouvert:
exemple: une cellule vivante.Système adiabatique exemple:
système dans un vase Dewar.3- Etat du système
être fixé par une photographie instantanée. On le décrit macroscopiquement au moyen de grandeurs physiques telles que: T, P, n quantité grandeurs sont autres mais peuvent être reliées par une ou plusieurs équations univers ParoiPerméable,
Semi perméable
Imperméable
Centre Universitaire d ElBayadh - Faculté des Sciences Thermodynamique chimique
2Transformation
4- Grandeur physique décrivant le system (directement mesurable) Exemple: T,P,V,Grandeur extensive:
Une grandeur extensive est proportionnelle à la quantité de matière. Elle est définie Exemples: V, masse, quantité de matière, chargeGrandeur intensive
la quantité de matière. Elle est définie en chaque point du système. Exemples5- fonction
grandeurs détat qui dépendent des variables t des gaz parfaits PV= nRT on aLáËÍ
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