Détermination de la chaleur latente et de la chaleur massique

[Arnaud1496]

Bonjour,

J'ai besoin de votre aide pour un exercice de physique.

Lors d'une expérience, on mesure l'évolution de la température et de la masse de 1kg d'une substance liquide inconnue. La substance est chauffée avec une puissance de 1000W. On ne dispose que de très peu de points de mesure.

Le tableau met en avant une augmentation de la température T en fonction du temps et une diminution de la masse m en fonction du temps.

On demande alors de déterminer les pentes T=f(t) et m=f(t). A partir de ces pentes, il faut alors déterminer la chaleur massique c et la chaleur latente L de la substance.

Je ne comprends pas comment répondre à la dernière question. Je voudrais utiliser Q(fourni)=Q(reçu). Avec:
- Q(fourni)= 1000.t
- Q(reçu)= m.c.delta T + m.L

Mais m varie en fonction du temps. Pouvez-vous m'aider à répondre à cette question?

Merci pour votre aide
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[albanxiii]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

Je n'ai pas compris comment la masse varie dans votre expérience. La substance inconnue est placée dans une enceinte ouverte ?
Avez-vous tracé l'évolution de la température en fonction du temps ? S'il y a changement d'état vous devriez observer un pallier.

[Arnaud1496]

Merci pour votre réponse. La masse diminue au cours du temps. Vous trouverez ci-dessous le tableau des valeurs données.

Avec ce tableau, je n'arrive pas à faire apparaître ce palier qui me donnerait la chaleur latente.



Il est aussi possible que j'ai mal compris le tableau. Peut-être que les "-" dans le tableau pour la masse indique qu'elle ne varie pas.

[XK150]

Bonjour ,

A mon avis , oui , la masse varie : nous sommes à la pression atmosphérique et on a dépassé la température d'ébullition du liquide avant les 7 minutes .

Mais comment en dire plus avec si peu ??? Si ça s'évapore , de la chaleur apportée s'échappe aussi ???
Je n'ai pas l'impression que l'exercice soit autoporteur , il manque des choses .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Arnaud1496]

Et pourtant tout le sujet est là malheureusement...

La première question demande de tracer les deux courbes. Pour plus de lisibilité, on prend deltaT (T pour thêta) pour que la courbe passe par l'origine. Mais forcément un palier doit apparaître mais je ne sais où.

La question d'après nous demande précisément de déterminer la chaleur massique et la chaleur latente en fonction des pentes mais alors là c'est le flou artistique pour moi. Je ne comprends absolument pas comment déterminer c avec Q=m.c.dT sachant que j'ai deux variables.

[XK150]

Oui , je pense que c'est possible :

- En prolongeant la courbe T vers le haut , et la courbe masse , on trouvera le point température de vaporisation .

- Toute la chaleur apportée aura servi à échauffer le liquide de -216 ° à la température de vaporisation précédente trouvée .

- Et on doit pouvoir trouver la chaleur latente , à continuer ...

[Arnaud1496]

Merci pour ta réponse. Cela veut dire que je dois trouver à quel instant t les deux courbes se croisent et trouver la valeur de T?

Ensuite avec cette valeur, l'utiliser dans la relation Q(fourni)=Q(reçu)
- Q(fourni)= 1000.t
- Q(reçu)= m.c.delta T + m.L
?

Mais je ne comprends pas comment faire apparaître les pentes...

[XK150]

Il faut considérer qu'il n'y a pas de perte dans le calorimètre AVANT l'évaporation ... Sinon , ce n'est plus un calorimètre .
Après , si la masse diminue , c'est qu'il est à la pression atm. .

[Resartus]

Bonjour,
Il faut supposer que la capacité calorifique du récipient est négligeable...
On vous dit qu'on fournit une puissance de 1000W soit 1000J par seconde ou 36 kJ par minute. En un premier temps, toute l'énergie reçue sert à augmenter la température des 1kg de matière liquide, et il n'y a pratiquement pas d'évaporation, car on est loin de la température d'ébullition
On voit que chaque minute augmente la température d'environ 10°C (on peut mesurer la pente entre 0 et 3 mm, pour améliorer la précision) Vous connaissez l'énergie fournie, la variation de température, et la masse. Vous avez tout pour calculer la capacité thermique...

Bien plus tard, on a atteint la température d'ébullition. On ne sait pas laquelle c'est, mais on sait qu'elle est largement supérieure à -185, et qu'elle va rester constante tant qu'il restera du liquide. L'énergie reçue (toujours égale à 1000 J par seconde) sert maintenant uniquement à vaporiser du liquide. Vous pouvez mesurer combien va s'évaporer chaque minute. vous connaissez la quantité d'énergie fournie, et la masse vaporisée, Vous avez tout pour faire le calcul.

[Arnaud1496]

Merci beaucoup pour vos réponses!