Calorimétrie

[invite05ca3b07]

Bonsoir à tous,

Voilà j'ai un exercice qui porte sur la méthode électrique utilisée en calorimétrie. Voici le début de l'énoncé :
"A l'instant Ti, pris comme instant initial, le système est en équilibre thermodynamique sous la pression atmosphérique P0 à la température Ti. On fait passer, à partir de l'instant Ti, dans une résistance électrique immergée dans le liquide un courant d'intensité I sous une tension E jusqu'à l'instant final Tf où il atteint un nouvel état d'équilibre à la température Tf."

Voici les questions posées :
1. Exprimer le travail électrique W reçu par le système au cours du chauffage en fonction de E, I, Ti et Tf.
2. Exprimer la variation DELTA U d'énergie interne au cours du chauffage en fonction de la capacité thermique massique Ce de l'eau, de la valeur en eau u, de la masse d'eau dans le calorimètre Me, de Ti et de Tf.
3. En déduire u en fonction de E, I, Ti, Tf, Ce, Me, Ti et Tf.

Alors pour la question 1 : j'ai dit que
W = RI² * DELTA t
W = RI²(Tf - Ti)
W = EI(Tf-Ti)
En fait, c'est le fait de dire que W = RI²*DELTA t qui me tracasse un peu...

Question 2 : on utilise le 1er principe.
DELTA U = W + Q
Or c'est un calorimètre donc Q = 0
D'où DELTA U = W = EI*t
Ensuite je suis bloquée, mais je sais que je dois trouver l'expression suivante :
DELTA U = (Me + u)*Ce*(Tf-Ti)...

Si quelqu'un pouvait m'aider, ce serait super sympa !

Merci bonne soirée !
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[invitec17b0872]

Bonsoir,

Pour le travail, c'est juste.
Pour Q=0, c'est juste aussi.
Pour dU, définissez bien le système, revoyez la définition des capacités calorifiques et vous trouverez immédiatement la relation qui vous manque.
Mais n'essayez pas d'obtenir la dernière formule en partant de Delta U = Q + W... l'expression avec les capacités calorifiques vient en n°3.

Bon courage !

[invite05ca3b07]

Le système considéré ici est {le calorimètre, le thermomètre, et un agitateur}.

Par définition, on a Ce = CE*Me où CE est la capacité thermique de l'eau et Me la masse de l'eau...
En fait, la variation d'énergie internet est égale au travail électrique W reçu précédemment n'est-ce pas ?
Je ne vois pas comment faire apparaître la valeur de l'eau et la capacité thermique de l'eau dans la variation d'énergie...

[invitec17b0872]

Il y a deux façons d'exprimer la variation d'énergie :
- soit comme étant la somme des travaux et chaleurs échangés. Ici chaleur échangée nulle donc travail seul
- soit en faisant apparaitre les capacités calorifiques.
En égalisant, vous pourrez donc exprimer le travail en fonction des capacités calorifiques...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite05ca3b07]

Je ne crois pas avoir vu en cours comment exprimer la variation d'énergie en fonction des capacités calorifiques.... En fait tout cela fait partie d'un TP sur la calorimétrie, et je dois le préparer en avance... Et c'est la 1ere fois qu'on aborde le sujet de la calorimétrie donc je n'ai "aucune" connaissance ... =s

[invitec17b0872]

Vous n'avez même pas les unités des capacités calorifiques ?
En tout cas, cette équation est vraie : DELTA U = (Me + µ)*Ce*(Tf-Ti)
Dans le système, l'eau et le calorimètre chauffent. Pour tenir compte de la masse d'eau qui chauffe, on multiplie par Me, pour tenir compte du calorimètre on rajoute µ, la "chaleur en eau" du calorimètre : on considère que chauffer le calorimètre, ca revient à chauffer une masse supplémentaire, qui, s'il s'agissait d'eau, vaudrait µ.

[invite05ca3b07]

Non je n'ai rien...! En tout cas merci pour ces indications !
Bonne soiré !

[arrial]

En fait, c'est le fait de dire que W = RI²*DELTA t qui me tracasse un peu...

C'est clair : une résistance métallique [c'est le plus courant avec le carbone] voit sa résistance augmenter avec la température d'une part, et n'est pas mentionnée dans les données d'autre part.

La puissance débitée [tout compris : tout ce qui est en aval, fils, ampèremètre, p'tit bonhomme d'Ampère, etc … ] sous une tension de sortie U et un courant I s'exprime par P = U.I, une fois le régime stationnaire établi …

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