Question sur un exercice de chaleur.
Bonjour à tous !
Alors voilà je suis en période d'examen et je n'arrive pas à résoudre un problème de physique ci-dessous:
Une masse d'aluminium à 20°C est placàe dans un four d'une puissance de 3.2(kW) et d'un rendement de 75%, Cette masse est chauffée 75 minutes jusqu'à ce que tout l'aluminium soit vaporisé.
a) Quelle masse d'aluminium a été placé dans le four ?
b) Trouver la masse volumique de cette masse à température 800°C
Merci beaucoup dans l'espoir de trouver un indice !
Bonsoir
Quelques données utile sur l'aluminium :
Tfusion = 933 K ; Tvaporisation = 2740 K ; chaleur latente de fusion : Lfusion = 393 kJ kg-1 ;
chaleur latente de vaporisation : 10500 kJ kg-1
Il faudrait calculer la quantité de chaleur fournie par le four, et en défuire
la quantité d'alu vaporisé à partir, de la chaleur latente de vaporisation...
Sachant qu'il faut faire fondre l'aluminium avant...
de pouvoir le vaporiser...
D'accord merci pour cette précision j
Bonjour,Envoyé par sunyata
Il serait aussi intéressant de connaître les chaleurs massiques de l'aluminium solide mais aussi de l'aluminium liquide.
Pas très compliqué de trouver une valeur pour l'aluminium solide ... mais pour l'aluminium liquide, cela semble plus difficile à trouver.
On a juste besoin de la chaleur massique pour aller de 293,15 k à 933 k Température de fusion puis de la chaleur latente de vaporisation, pour
faire passer l'alu de l'état liquide à l'état gazeux...
Qs->L = m.Cs.dT
QL-->G = m.Cv
Cs chaleur massique de l'alu
Cv chaleur latente de vaporisation
Cordialement
Dernière modification par sunyata ; 28/05/2021 à 19h29.
Sauf que sur de tels écarts de températures, les capacités calorifiques ne sont pas constantes.
Il faudrait au minimum avoir les données pour donner une piste.
"La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick
Il y a aussi l'énergie ou chaleur latente de fusion
10,79 kJ·mol-1
J'ai trouvé des données plus complètes sur l'aluminium :
Tfusion = 933 K ; Tvaporisation = 2740 K ; chaleur latente de fusion : Lfusion = 393 kJ kg-1 ; chaleur latente de vaporisation : 10500 kJ kg-1 ;masse volumique [FONT=Symbol]m[/FONT]Al = 2700 kg m-3 ; capacité thermique massique du solide Cs= 900 J kg-1 K-1;capacité thermique massique du liquide Cl= 1090 J kg-1 K-1.
Puissance effective du four : 3,2 Kw x 0,75 = 2,4 KwUne masse d'aluminium à 20°C est placàe dans un four d'une puissance de 3.2(kW) et d'un rendement de 75%, Cette masse est chauffée 75 minutes jusqu'à ce que tout l'aluminium soit vaporisé.
a) Quelle masse d'aluminium a été placé dans le four ?
Chaleur fournie par le four : 2,4.10^3 x 75 x 60 = 10800x10^3 joules
W = m.Cs(933-293,15) + m.Lf + m.Cl(2740-933) + m.Lv
Avec Cs = 900 J/kg/K
Lf = 393 J/kg
Cl = 1090 J/Kg/K
Lv = 10500 J/kg
D'où on déduit la masse m" de l'équation...
Dernière modification par sunyata ; 28/05/2021 à 20h12.
Bonjour,
Non, on a absolument besoin aussi de la chaleur massique de l'aluminium liquide.
Le passage de l'aluminium liquide de 933 K à 2740 K nécessite une quantité de chaleur importante ... dans la valeur dépend de la chaleur massique de l'aluminium liquide.
Bonjour,
Plutôt:
Cs = 900 J/kg/K
Lf = 393 kJ/kg
Cl = 1090 J/kg/K
Lv = 10500 kJ/kg
Merci à vous !
Quel étourdi je fais lol
Cela ferait 0,804 kg
Correcte ?
Bonjour
Comme souligné par FC05 ces valeurs ne sont pas des constantes. Il faudrait plutôt raisonner sur une valeur d’enthalpie totale sous forme gazeuse.
Ok je ne connais pas du tout cette méthode, comment procédez-vous ?
Le principe est assez simple : Des tables sont établies pour les composés, avec la chaleur totale qu'il faut utiliser pour atteindre une certaine température et un certain état à partir d'une référence (en principe 0°C état liquide ou solide).
Cette méthode permet de s'affranchir des variations de chaleur massique. En guise d'illustration j'ai ajouté en pièce jointe la variation de Cp solide pour l'aluminium.
Autre façon de faire, on met aussi les Cp sous forme de polynômes et on intègre.
Mais toujours pareil, c'est un exercice dont on a pas les données et comme la méthode dépend des données, beaucoup de parlote dans le vide (dont la pression est nulle).
"La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick
