CORRECTION DES EXERCICES DE CALORIMETRIE : exercices 1
Quantité de chaleur captée par l'eau froide: Q1=m1.ce.(?e - ?1). • Système 2 chaud S2 : {eau chaude} ?2 = 80 °C ; m2= 300 g. Température finale : ?e = ?
Exercices de Thermodynamique
Justifier sans calcul que la vapeur d'eau ne se comporte pas comme un GP. Déterminer la température finale TF et la variation d'énergie interne ?U = UF ...
Exercices sur les transferts thermiques Exercices sur les transferts
Déterminer le volume V1 d'eau chaude et le volume V2 d'eau froide qu'il faut mélanger pour cela. Données: Chaleur massique de l'eau : ce=4185 J.kg-1.K-1.
6G3 - Energie thermique
On dit que le corps chaud a cédé de la chaleur au corps froid. Lorsque l'on chauffe de l'eau sa température augmente jusqu'au moment où celle-ci entre ...
Exercices de calorimétrie
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.
Bilans thermiques
Calculer le volume final la température finale et le travail effectué lorsque sortent du réacteur à 80 °C. Calculer la quantité de vapeur d'eau sous ...
calorimétrie.dvi (calorimétrie.ps)
2 Mélange d'eau froide et d'eau chaude. On mélange dans un calorim`ere `a pression atmosphérique Calculer la température finale du mélange.
Exercices simples - corrigés
Calculer une température finale à partir de la masse et de l'énergie apportée. On enlève 2000 joules d'un verre d'eau de 50 cl. La masse volumique de l'eau
TP MESURE DE LENERGIE DE FUSION DE LA GLACE Q = m.L Q
Dans un calorimètre contenant une masse m1 d'eau à la température ?i et on laisse évoluer le mélange jusqu'à sa température finale d'équilibre ?f.
Reaction chimique - Thermodynamique - Cinétique
Calculer ? sachant que la réaction est totale. Quel est le réactif limitant ? Il faut au préalable l'étalonner (mélange eau chaude /eau froide ou autre.
TP : CALORIMETRIE
eau chaude : 1 200 mL Q 1 = eau froide : 2 100 mL Q 2 = Calorimètre : 3 Q 3 = ? Méthode de calcul: Tous les échanges de chaleur se font donc entre l’eau chaude l’eau froide et la partie interne du calorimètre On considère le système : (S)= {eau froide + eau chaude + calorimètre} E totale = E eau chaude + E eau froide + E calorimètre
CORRECTION DU TP15 TRANSFERTS THERMIQUES - F2School
Quantité de chaleur reçue par l'eau froide : m 1 = 140 g = 0140 kg ; La température de l’eau froide augmente de 1 = 20°C à e = 58 °C Donc : Q 1 = m 1 c e ( e - 1) Quantité de chaleur cédée par l'eau chaude: m 2 = 160 g = 0160 kg Température initiale de l’eau chaude : 2 = 89 °C
Quelle température finale pour un mélange eau chaude eau
Faire chauffer une masse m2 = 100 g d'eau sur la plaque chauffante jusqu'à la température ?2 = 40°C Introduire l'eau chaude dans le calorimètre mélanger et relever la température finale du mélange ?3 Compléter le tableau suivant : m1 = 200 g m2 = 100 g Température initiale (°C) Température finale (°C) Exploitation : L'énergie
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d’eau chaude à la température initiale T1=70°C et un volume V2 d’eau à la température initiale T1=15°C Déterminer V1 et V2 en supposant négligeables toutes pertes thermiques lors du mélange Données : chaleur massique de l’eau est CH2O=4185 j kg-1 k-1 masse volumique de l’eau est ?=1000kg/m-3 Exercice?3:
Comment calculer la température finale d'un mélange ?
Calculer la température finale T f d'un mélange eau chaude - eau froide. exemple : taper 0.65 au lieu de 0,65 (indiquer le 0 avant le point). Ne pas laisser d'espace vide entre les caractères.
Comment calculer la température de l’eau chaude?
Trouve les solutions exactes de l’équation 2 sin2?+ cos ?= 1; 18. À 100oC, de l’eau chaude se refroidit, dans une pièce où la température est de 20oC, selon T = 20 + 80e–0,03t, où T représente la température et tles minutes écoulées depuis le début du refroidissement.
Comment calculer la température de l’eau froide?
1 = m fr ? 200 g d’eau. ? Mesurer T i la température initiale de l’eau froide. ? Mettre l’eau dans le calorimètre, (le calorimètre est remis sur la balance pour déterminer avec exactitude la masse d’eau introduite), puis mesurer sa température avec le thermomètre (T 1
Comment mesurer la température initiale de l’eau froide?
i la température initiale de l’eau froide. ? Mettre l’eau dans le calorimètre, (le calorimètre est remis sur la balance pour déterminer avec exactitude la masse d’eau introduite), puis mesurer sa température avec le thermomètre (T 1).C’est la température initiale de l’ensemble (l’eau et du calorimètre). ? Prendre une masse d’eau m
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 calorimètreUn 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) = 0A. 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 250D'où le système :
]2[0mm ]1[0m22m33 2121
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 Q2A.N. : Q = 6900 ( 3348) Q = 3552 J
Soit m la masse d'eau gelée. Q = m Ls soit m = Q LsA.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 Q2A.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 + CA.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 Q2A.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 calorimètre1. 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 = 0Soit (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 - eA.N. : C = Erreur ! C = 130,8 J.K 1
La capacité thermique du calorimètre est 130,8 J.K 1.quotesdbs_dbs31.pdfusesText_37[PDF] le lait est il un mélange homogène ou hétérogène
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