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AP - Première S - Calorimétrie
Lors d'un changement d'Ġtat, la tempĠrature d'un corps pur reste constante. En receǀant de l'Ġnergie par
état moins ordonné se traduit par des molécules en mouvement plus important. La température est la
grandeur qui mesure cette agitation des molécules.La quantité de chaleur absorbée par un corps de masse M au cours de sa fusion est donnée par la relation :
Q = M.Lf Q en J, M en kg et Lf en J/kg Le coefficient de proportionnalité Lf s'appelle la chaleur latente de fusion du corps. La variation de son énergie est Q с m.C.ȴT Q en J, m en kg et c en J/kg/K C la capacité thermique massique du solide ou du liquide en question La ǀariation de tempĠrature ȴT peut s'edžprimer en ΣC ou en ΣK. On rappelle la relation: T(°K) = T(°C) + 273,15 tempĠrature d'un corps de 1 kg.Données:
Chaleur massique de l'eau : ce=4185 J.kg-1.K-1
Chaleur massique de l'éthanol : cet=2450 J.kg-1.K-1 Capacité thermique de la fonte : Cf = 2,0 kJ. °C-1Masse volumique de l'eau : µ=1000 kg.m-3.
Masse volumique du vin : = 1,088 kg/L
Chaleur latente d'Ġbullition de l'Ġthanol : Leb = 926 J/g Chaleur latente de fusion de la glace : Lfus = 333 J/gExercice 1 : Les changements d'états.
2. On admet que les températures de changement d'état sont une mesure indirecte des valeurs des forces
d'interaction entre les molécules ou les ions dans un solide. Plus elles sont élevées, plus les valeurs des
forces d'interaction sont grandes.b) Expliquer à l'aide des interactions les diffĠrences de tempĠratures de fusion et d'Ġbullition.
c) Expliquer à l'aide des interactions pourquoi la température de fusion sont si importantes pour les
solides ioniques.3. Déterminer la quantité de chaleur à apporter à un glaçon de 33 cm3 pour élever sa température à 280 K.
AP - Première S - Calorimétrie
Exercice 2 : une tisane.
Exercice 3 : Détermination de la capacité thermique d'un calorimètre:Un calorimètre contient une masse m1=250g d'eau. La température initiale de l'ensemble est 118°C. On
ajoute une masse m2=300g 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.
Exercice 4 : du plomb dans l'eau.
On sort un bloc de plomb de masse m1=280g d'une étuve à la température 198°C. On le plonge dans un
calorimètre de capacité thermique C=209J.K-1 contenant une masse m2=350g d'eau. L'ensemble est à la
température initiale 216°C. On mesure la température d'équilibre thermique e17,7°C.Déterminer la chaleur massique du plomb.
Exercice 5 : chauffe eau solaire.
1. Quelle énergie faut-il pour chauffer 100 litres d'eau de 25 à 75 °C ?
2. On utilise pour chauffer cette eau, un capteur plan recevant une puissance lumineuse de 1 kW et qui
transforme ă 50 й cette Ġnergie en chaleur. Yuel est le dĠbit de lΖeau ( masse d'eau en kg par
seconde) dans le capteur, sachant qu'elle y pénètre à 25 degrés C et en sort à 75 degrés C.