[Exo] Calorimétrie TP 1ere année GB (IUT)
Bonjour,
Je suis nouvelle ici, je suis étudiante en première année de Genie Biologie. Mais voilà la physique ce n'est pas mon fort cette année. Bref je ne vais pas raconter ma vie. Nous avons cinq manipulations à faire sur cinq thème (calorimétrie, résistance, loi d'ohm, résonance..) mais voilà je me tourne vers vous car j'ai des soucis en calorimétrie.
• Premier questionnement : on a mis 450g d'eau dans le calo avec une résistance. Et on a relevé les températures toutes les minutes pendant vingts minutes. Pour la chaleur massique de l'eau je l'ai fais par calcul, je trouve Ceau : 0,957 ou 1,435 cal/g/°C ce qui est cohérent vu qu'on doit trouver aux alentours de 1cal/g/°C. Mais j'ai entendu parlé qu'on pouvait la trouver avec la courbe des températures. Est-ce vrai ? Comment peut-on le déterminer ?
• Deuxième question: viens la mesure de la valeur en eau du calorimètre. Avec d'abord 250g eau a To=21.9°C, on a rajouté 250g d'eau chaude à Ti=80°C; on a relevé la température stable à 46,2°C. J'ai trouvé pour la valeur en eau = 97.7g. Puis il a fallut faire la même expérience avec 300g d'eau à To=21.9°C et 300g d'eau chaude Ti=80°C; la température se stabilise à 47.7°C. J'ai trouvé pour la valeur en eau = 75,5g. Je me pose la question de savoir si cette variation est dû à la différence de masse d'eau mise ou de la chute plus ou moins forte de la température finale ? Qu'est-ce qui fait varier la valeur en eau ?
• Troisième et dernière question (celle qui me casse la tête en deux) : on avait trois cylindres Cuivre, Alu et Acier qu'on a plongé dans l'eau qu'on a fait bouillir donc Ti = 100°C normalement. On a mis chaque cylindre dans le calorimètre avec 200g d'eau ambiante à 22,3°C. Pour le cuivre (67,7g) la température s'est stabilisé à 24,1°C; l'acier à 24,8°C et l'alu à 25,5°C. Il faut ecrire l'équation bilan thermique et déterminer la chaleur massique du métal.
- Bilan thermique : Q fournie = Q reçue donc => Qmétaux = Qeau + Qcal => MCm(Tf-Ti) = M'Ceau(Tf-T0) + valeur en eau * Ceau * (Tf-To) ?!
M masse du métal en g
Cm ce qu'on cherche
Tf température stabilisé
Ti température du métal 100°C normalement
To température initiale de l'eau soit 22,3 °C
valeur en eau : on prend la moyenne de ce qu'on a trouvé précédemment ?! soit 86.65g
- Sauf que pour chaleur massique du cuivre je trouve 0.420 KJ/KG/K alors que la valeur théorique est de 0.385KJ/KG/K
Pour l'acier je trouve 0.628KJ/KG/K alors que la valeur théorique est de 0.482
Pour l'alu je trouve 2.277 KJ/KG/K alors que la valeur théorique est de 0.897...
Pour le cuivre :
67,7*Cm*(100-24,1) = 200*1*(24,1-22,3) + 86,65*1*(24,1-22,3)
Cm= (200*1.8+86.65*1.8)/(67.7*75.6)
Cm = 515.97/5138.43 = 0.1004 cal/g/°C
0.1004*4.18= 0.420KJ/KG/K
Est-ce que c'est mes calculs qui sont faux ou mes températures ou je ne sais pas qui m'éloignent autant de la valeur théorique ou c'est normal ?
Je remercie du fond du coeur ceux qui auront pris le temps de lire jusqu'au bout ce long pavé et ceux qui pourront m'aider
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