Bonjour,
Voici mon énoncé,
Sachant que : q La capacité calorifique massique de l’eau est ce = 4.18J.K−1g−1
Le transfert thermique dû à l’eau chaude est Q2 = m2*cmetal(Tf −T2)
Le transfert thermique dû au calorimètre Q3 = µe*ceau(Tf −T1)
Le transfert thermique dû à l’eau froide est Q1 = m1*ceau(Tf −T1)
Et que le premier principe permet d’écrire : Q1 + Q2 + Q3 = 0
Déterminez cmetal la capacité calorifique du métal.
Je n'arrive pas à trouver µe et donc cmetal
Bonjour, je ne suis qu’étudiant en physique donc je peux faire quelques erreurs mais je ne vois pas ce qu’est un transfert thermique «*dû à qqc*». Je vois par contre beaucoup mieux ce qu’est un transfert thermique «*reçu par qqc*» . Si j’ai bien compris, au debut on a eau froide+ calorimètre à T1 puis on rajoute l’eau chaude à T2 et on attend pour avoir Tf au final.
Si c’est bien ça, alors:
Q1 chaleur reçue par l’eau froide est bien ce que tu as écrit
Q2 chaleur reçue par l’eau chaude vaut par contre c_eau*m_eau_chaude*(Tf-T2)
Et Q3 chaleur reçue par le calorimètre vaut
c_metal*m_calorimetre*(Tf-T1) la somme des trois vaut effectivement 0.
Mais vu que je n’ai aucune idée de qui peut bien être mu_e (de toute façon tu exposes ton problème de façon un peu trop succincte) je ne peux pas t’en dire beaucoup plus. Toutefois, en connaissant la masse d’eau chaude, d’eau froide, la masse du calorimètre, la capacité massique de l’eau, T1, T2 et Tf, tu peux calculer c_metal.
A cela je voudrais ajouter à mon tour une question: dans ce problème on a isolé le système eau chaude du système eau froide. Or, ils sont mélangés: ils n’ont pas de frontière nette, donc pas de volume défini à priori (je ne dis pas que c’est impossible d’en définir un mais il est étrange de devoir faire des contorsions de ce genre pour définir un paramètre d’état normalement élémentaire). Dans une précédente discussion, j’avais évoqué la possibilité de considérer dans un mélange des sous-systèmes corps pur. Par exemple, pour une solution d’eau salée on a le système 1: eau et le système 2: sel dissout. Et on m’a fait la remarque que ce genre de systèmes était inutile et de toute manière mal défini. Or, il semble que dans cet exercice, il soit crucial de pouvoir séparer des systèmes avec des frontières bizarres. Donc pourquoi ça ne marcherait pas pour les sous systèmes corps purs et pourquoi ça marche ici? Et quelle est la «*bonne*» manière de définir un volume aux systèmes eau chaude/ eau froide dans cet exercice (En passant par la masse volumique?)
L'énoncé n'est pas clair : quelles sont les données ? quelles sont les inconnues ?
Quelle est la situation de départ ?
Comment se déroule la manip ?
Quelle est la situation d'arrivée ?
On ne demande pas de trouver μe qui est - je suppose - la masse en eau du calorimètre ...
Dernière modification par XK150 ; 14/04/2020 à 13h44.
Bonjour,
Mon interprétation et correction de l'énoncé ...
Je présume qu'on a une masse m1 d'eau froide à la température T1 dans un calorimètre dont l'équivalent en eau est µe
on ajoute une masse m2 de métal de capacité calorifique cmetal (et pas d'eau chaude comme indiqué) à la température T2.
La température finale est Tf.
Connaissant m1, T1, µe , m2 , T2 et Tf, déterminer la capacité thermique du métal.
On a alors : m1*ceau(Tf −T1) + m2*cmetal(Tf −T2) + µe*ceau(Tf −T1) = 0
cmetal = ...
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Je présume qu'on a une masse m1 d'eau froide à la température T1 dans un calorimètre dont l'équivalent en eau est µe
on ajoute une masse m2 de métal de capacité calorifique cmetal (et pas d'eau chaude comme indiqué) à la température T2.
La température finale est Tf.
Connaissant m1, T1, µe , m2 , T2 et Tf, déterminer la capacité thermique du métal.
On a alors : m1*ceau(Tf −T1) + m2*cmetal(Tf −T2) + µe*ceau(Tf −T1) = 0
cmetal = ...
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note :
µe est une caractéristique du calorimètre, au point de vue échange thermique, le calorimètre se comporte comme une masse d'eau de µe grammes (ou kg suivant le système d'unités utilisé).
Voir si c'est bien cela qui était l'énoncé.
On place un morceau d’acier de masse M dans une casserole remplie d’eau en ébullition.
Après 5 min on admet que la température T0 du métal est uniforme et égale à celle de l’eau en ébullition.
Dans le calorimètre introduisez un masse m1 d’eau à la température ambiante (m1 ≈200g) 2. Notez la température d’équilibre T1 et la valeur de m1 3. Introduisez le métal à la température T0 dans le calorimètre 4. Agitez et notez la température d’équilibre du mélange Tf (attendre 2 à 3 mn)
m1 M T1 Tf T0
202,0 232,0 291,0 299,0 373,0
Je n'ai pas µe et ni cmetal
Bonjour,
Le µe est une propriété du calorimètre, c'est noté dans sa feuille de caractéristiques.
Si on ne le connait pas, on peut soit le mesurer ou le calculer (si on a la masse et connaissance des matériaux du calorimètre)
Et dans beaucoup de cas, on peut négliger l'effet du calorimètre ... qui devrait être très petit comparé par exemple ici à l'effet des 200 g d'eau.
Mais si l'expérience a été réellement menée, il est possible que le µe était noté sur le calorimètre et qu'il aurait fallu le noter.
