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Calculer température finale.



  1. #1
    Kinnet

    Calculer température finale.


    ------

    Bonjour,

    "Un glaçon de 200g à 0°C est plongé dans 600g d'eau à 60°C. Calculer la température finale, en ignorant les pertes d’énergie. La valeur massique du glaçon est de 333kJ"

    Dites moi si ma formule est exacte :

    M1 = M2

    M1 = 0.6*4186*(60-Tf) = M2 = 0.2*333*(Tf-0) + 0.2*4186*(Tf-0)

    -----

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  3. #2
    LPFR

    Re : Calculer température finale.

    Bonjour.
    Je ne vois pas ce que vous appelez M1 et M2. Ce ne peuvent pas être les masses.
    Et une chaleur massique dans ces unités (énergie) je ne vois pas non plus.
    Pour ce problème il me faut: les deux masses et températures de départ, les chaleurs spécifiques de l'eau et de la glace, et la chaleur de fusion de la glace.
    Êtes-vous sûr d'avoir bien copié l'énoncé?
    Au revoir.

  4. #3
    Kinnet

    Re : Calculer température finale.

    Je viens d'avoir cette question lors de mon examen donc oui je suis sûr de l'énoncé. J'appelle M1 et M2 les deux choses qu'on veut mélanger. M1 étant l'eau et M2 étant la glace. Je les égalise car on se trouve dans un système hermétique.

    Les valeurs massiques/spécifiques sont pour l'eau 4186joule/Kg et pour la glace 333joule/kilo. C'est ce que mon prof avait marqué au départ mais il a changé 333joule/kilo en 333KILO joule/kilo suite à la remarque d'un élève. Ca me semblait improbable donc j'ai laissé 333joule/kilo pour mon calcul.

    Les deux masses sont de 200g pour la glace et de 600g pour l'eau.

    Les températures sont de 0°C pour la glace et de 60°C pour l'eau.

    La chaleur de fusion de la glace on la trouve pas en faisant 0.2*333*(Tf-0) ?

  5. #4
    obi76
    Modérateur*

    Re : Calculer température finale.

    Citation Envoyé par Kinnet Voir le message
    J'appelle M1 et M2 les deux choses qu'on veut mélanger. M1 étant l'eau et M2 étant la glace. Je les égalise car on se trouve dans un système hermétique.
    Si je traduis physiquement ce que vous dites : eau = glace. Vous n'exprimez pas correctement ce que vous pensez, ou alors vous pensez (très) mal.
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    mach3
    Modérateur

    Re : Calculer température finale.

    chaleur latente de fusion de la glace : L_glace=333kJ/kg

    première chose vous devez calculer la chaleur nécessaire à fondre toute votre glace, Q1=m_glace . L_glace, et la chaleur fournie par toute votre eau à 60°C à 0°C Q2 = m_eau . Cp . (60-0). Vous ne pouvez pas modifier la température de votre glace (elle est à 0°C et son Cp n'est pas fourni).
    Si la première est supérieure à la deuxième, cela veut dire que l'état final sera eau plus glace, le tout à 0°C et vous pourrez calculer les proportions eau/glace
    Si la deuxième est supérieur à la première, l'état final sera de l'eau liquide à une température Tf située entre 0 et 60 et que vous pourrez déterminer.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  8. #6
    LPFR

    Re : Calculer température finale.

    Bonjour.
    Les unités pour la chaleur spécifique sont joules/(kg.K). Il vous manque le K et il vous manque de ne pas écrire "valeur" à la place de "chaleur". Et la chaleur de fusion ce sont des joules/kg. Et de toute façon ce n'est pas de la "chaleur (ni valeur) massique".

    Il faut que vous fassiez l'effort de vous exprimer correctement. On ne châtre pas une grandeur d'une partie de ses unités.
    Au revoir.

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  10. #7
    sitalgo

    Re : Calculer température finale.

    B'jour,
    Citation Envoyé par Kinnet Voir le message
    Dites moi si ma formule est exacte :

    M1 = M2

    M1 = 0.6*4186*(60-Tf) = M2 = 0.2*333*(Tf-0) + 0.2*4186*(Tf-0)
    Il vaut mieux appeler l'énergie E que M.
    Je pense que si le prof a corrigé en Kj, ce n'est pas pour rien.
    0.2*333*(Tf-0) la glace fond et dès que la température >0°C il n'y en a plus. C'est juste le changement d'état qui consomme de l'énergie.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  11. #8
    Kinnet

    Re : Calculer température finale.

    D'abord merci pour toutes vos réponses. Mais je tiens à préciser que j'ai 16 ans et que je n'ai pas la maturité que vous avez.

    Soit... On va repartir depuis le début. Ce qu'on a vu quand on veut mélanger deux liquides c'est cette formule : m*c*(Tf-T) = m*c*(T-tf)

    m étant la masse, c la chaleur massique/spécifique, Tf la température finale et T la température du produit.

    Ce qu'on nous demande avec cet exercice c'est de retrouver la température finale du mélange quand l'on connait la masse, la température et la chaleur massique des produits mélangés (souvent de l'eau)

    Ensuite on a vu le genre d'exercice que j'ai déjà posté. C'est à dire trouver la température finale d'un mélange entre de la glace et de l'eau.

    On a donc vu ce qu'était la chaleur latente. Mais je ne pense pas avoir bien intégré cet notion alors.

    Comment résolviez-vous alors ce type de problème ?

  12. #9
    LPFR

    Re : Calculer température finale.

    Re.
    Suivez les explications que Mach3 vous a données. Vous ne pouvez pas répondre "d'un seul coup", car vous ne pouvez pas savoir au départ si le résultat sera que de l'eau ou un mélange de glace et eau.
    A+

  13. #10
    mach3
    Modérateur

    Re : Calculer température finale.

    Soit... On va repartir depuis le début. Ce qu'on a vu quand on veut mélanger deux liquides c'est cette formule : m*c*(Tf-T) = m*c*(T-tf)
    le problème est qu'ici tu ne mélanges pas deux liquides, mais un solide et un liquide, il y a donc forcément une transition de phase (la fusion de la glace) qui se fait à température constante (0°C pour la glace) et dont résulte un échange de chaleur supplémentaire (caractérisé par la chaleur latente).

    Suis la démarche que j'ai exposé et n'hésite pas à demander si tu bloques sur des points précis. Expose nous tes calculs (expressions littérales puis applications numériques), on te dira ce qui va ou pas. Pour l'instant ce que tu as marqué dans ton premier post est malheureusement incorrect.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  14. #11
    Kinnet

    Re : Calculer température finale.

    Ok donc on fait :


    Q1=m_glace . L_glace = 0.2*333 000 = 66 600

    Q2 = m_eau . Cp . (60-0) = 0.6*4186*60 = 150 696

    Q1<Q2 donc on sait que tout sera sous forme liquide.

    Il s'agit donc de trouver la température finale en faisant :

    m1*Ce* (Tf - T) = m2*Cg*(Tf-0) + m2*Lglace

    <=>

    0.6*4186*(Tf-60) = 0.2*333 000*Tf + 0.2*333 000

    <=>

    2511.6Tf - 150696 = 66 600Tt + 66 600

    <=>

    84096 = 64088.4Tf

    La température finale est d'environ 1.3°C. Ça me semble louche comme résultat. Dites moi si j'ai fait une erreur.


    ps : "Elle est à 0°C et son Cp n'est pas fourni" Qu'est-ce "Cp" ?

  15. #12
    mach3
    Modérateur

    Re : Calculer température finale.

    Il s'agit donc de trouver la température finale en faisant :

    m1*Ce* (Tf - T) = m2*Cg*(Tf-0) + m2*Lglace
    erreur!

    tu dois prendre le même Cp pour l'eau chaude et pour l'eau issue de la glace. Une fois que ta glace est fondue (m2*Lglace), tu obtiens une masse m2 d'eau liquide à 0°C qui va ensuite monter à la température finale.
    Il y a aussi une erreur de signe car la chaleur perdue par l'eau chaude doit être égale à la chaleur gagnée par la glace

    ça donnera plutot, si je me suis pas trompé:

    m1*Ce* (T - Tf) = m2*Ce*(Tf - 0) + m2*Lglace

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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  17. #13
    Kinnet

    Re : Calculer température finale.

    Ok, merci pour vos réponses ! Surtout à Mach3 qui d'après ce que j'ai vu a un doctorat en physique. Étonnant que quelqu'un comme vous vienne aider pour des petites questions comme les miennes.

    Soit je vois où était ma faute et j'ai bien tout compris. C'était pas bien dur au final.

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