TP Energie de fusion de la glace

[smack44]

Bonsoir,

Je recommence

1. Déterminer les deux températures d'équilibre et finale

température d'équilibre 1 = 22,6
température finale = 12,8

2. Exprimer et calculer (en kg) me, la masse d'eau présente dans le vase calorimétrique au départ sachant que dans une éprouvette on a mesuré 200ml d'eau et verser l'eau dans la canette. Repeser le vase du calorimètre avec son eau

j'ai trouvé la masse à vide 80g et masse (vase calorimétrique + eau) = 275g
donc me = 275-80= 195g soit 0,195kg


3.Exprimer et calculer en kg la masse des glaçons introduites dans le calorimètre :

Sachant que j'ai pesé la masse (glaçons+papier humide) = 38,4 g et masse du papier humide = 5g

38,4g - 5g = 33,4g soit 0,0334 Kg

4.On donne Ceau = 4180JKg-1.C-1. Ecrire la relation permettant Qe, l'énergie thermique perdue par l'eau au cours de la fusion de la glace puis calculer sa valeur J

Quantité de chaleur échangé avec changement d'état physique Qe = m (kg) x L(kj kg1-)
Qe = (0,0334+0,195) X 4,180 x (12,8-22,6)
Qe = 0,2284 X 4,180 X-9,8
Qe = -9,3562 KJ soit -9356 J

5. le calorimètre (avec ses accessoires) n'est pas un instrument parfait et il participe à l'échange de chaleur en perdant comme l'eau une quantité de chaleur notée Qa telle que Qa = Ca x (température finale- température initiale)
Calculer Qa sachant que Ca = 80J.K-1

Qa = 80 x (12,8-22,6)
Qa = 80 X -9,8
Qa = -784 J

Pourquoi je trouve un résultat négatif parce qu'il s'agit d'une chaleur perdue?

6. Exprimer Qg l'énergie thermique reçue par la glace pour fondre en fonction de mg (masse des glaçons) et Lf chaleur latente de fusion de la glace.

Qg= m x Lf A votre avis devons nous simplement exprimer une relation ou faire un calcul j'ai un doute.

7.Montrer Lf (chaleur latente de fusion de la glace peut se calculer à partir de la relation

Lf = -(Qe+Qa)/ mg
Lf = -(-9356-784) / 0,0334
Lf = 303592 J/KG

Soit 304 KJ/Kg-1

Après vérification je trouve sur internet que la température de fusion de la glace est de 330000J/KG



8 . Pour cette détermination de Lf on estime l'incertitude relative p à 6% calculer l'incertitude absolue U(Lf) puis présenter votre résultat sous forme d'un encadrement.

L'incertitude relative ∆x/x

100/6 =0,06

Lf (304+ou- 0,06)KJ/Kg-1

304X6%= 18,24

Comment calculer l'incertitude absolue 304-18,24<Lf<304+18,24
285,76<Lf<322,24

9. La valeur théorique L'f chaleur latente de fusion de la glace est d'environ 333kJ.kg. Comparer Lf et Lf' et citer 2 sources d'erreur

La valeur théorique est supérieur à l'encadrement de Lf en prenant en compte l'incertitude de 6% cela signifie que nous avons effectué des erreurs de relevés de température ainsi que le relevé de la masse où nous n'avons pas été assez rapide dans nos relevés de température ou erreur de lecture sur la balance

10. calculer le Zscore et commenter sa valeur Z= (x-Xref)/u(x) et là je ne sais quelle donnée utiliser pour appliquer cette relation qui pourrais m'aider?

En vous remerciant par avance de bien vouloir m'apporter des corrections à l'ensemble des questions ci-dessus.

Bonne soirée
-----

[gts2]

Bonjour,

Pour ce qui est des valeurs, la calorimétrie en TP de lycée est très imprécise, il est donc normal d'être loin de la valeur nominale.
Vous n'avez (pas forcément) fait d'erreurs, vous avez des incertitudes de mesure et des oublis (normaux) dans votre bilan : fuites du calorimétre.

Pour la fin, votre x c'est la chaleur latente de fusion (vocabulaire pas vraiment à jour...), xRef c'est la chaleur latente des tables et u(x) votre incertitude absolue.

[smack44]

10. calculer le Zscore et commenter sa valeur Z= (x-Xref)/u(x) et là je ne sais quelle donnée utiliser pour appliquer cette relation qui pourrais m'aider?

Si j'ai bien compris Z= (304-333)/37 = -0,78 donc Z= O,78<2 donc on considère que la mesure est compatible avec la valeur de référence.

Comment calculer l'incertitude absolue 304-18,24<Lf<304+18,24
285,76<Lf<322,24

J'ai pris la valeur max que j'ai soustrait à la valeur minimal de l'incertitude relative soit (322-285) = 37

[gts2]

L'incertitude u(x) est de 18 pas 37.

Et c'est l'incertitude absolue que vous cherchez.

[A voir en vidéo sur Futura]

[smack44]

Bonjour

1. Déterminer les deux températures d'équilibre et finale

température d'équilibre 1 = 22,6
température finale = 12,8

2. Exprimer et calculer (en kg) me, la masse d'eau présente dans le vase calorimétrique au départ sachant que dans une éprouvette on a mesuré 200ml d'eau et verser l'eau dans la canette. Repeser le vase du calorimètre avec son eau

j'ai trouvé la masse à vide 80g et masse (vase calorimétrique + eau) = 275g
donc me = 275-80= 195g soit 0,195kg


3.Exprimer et calculer en kg la masse des glaçons introduites dans le calorimètre :

Sachant que j'ai pesé la masse (glaçons+papier humide) = 38,4 g et masse du papier humide = 5g

38,4g - 5g = 33,4g soit 0,0334 Kg

4.On donne Ceau = 4180JKg-1.C-1. Ecrire la relation permettant Qe, l'énergie thermique perdue par l'eau au cours de la fusion de la glace puis calculer sa valeur J

Quantité de chaleur échangé avec changement d'état physique Qe = m (kg) x L(kj kg1-)
Qe = (0,0334+0,195) X 4,180 x (12,8-22,6)
Qe = 0,2284 X 4,180 X-9,8
Qe = -9,3562 KJ soit -9356 J

5. le calorimètre (avec ses accessoires) n'est pas un instrument parfait et il participe à l'échange de chaleur en perdant comme l'eau une quantité de chaleur notée Qa telle que Qa = Ca x (température finale- température initiale)
Calculer Qa sachant que Ca = 80J.K-1

Qa = 80 x (12,8-22,6)
Qa = 80 X -9,8
Qa = -784 J

Pourquoi je trouve un résultat négatif parce qu'il s'agit d'une chaleur perdue?

6. Exprimer Qg l'énergie thermique reçue par la glace pour fondre en fonction de mg (masse des glaçons) et Lf chaleur latente de fusion de la glace.

Qg= m x Lf A votre avis devons nous simplement exprimer une relation ou faire un calcul j'ai un doute.

7.Montrer Lf (chaleur latente de fusion de la glace peut se calculer à partir de la relation

Lf = -(Qe+Qa)/ mg
Lf = -(-9356-784) / 0,0334
Lf = 303592 J/KG

Soit 304 KJ/Kg-1

Après vérification je trouve sur internet que la température de fusion de la glace est de 330000J/KG



8 . Pour cette détermination de Lf on estime l'incertitude relative p à 6% calculer l'incertitude absolue U(Lf) puis présenter votre résultat sous forme d'un encadrement.

L'incertitude relative ∆x/x

100/6 =0,06

Lf (304+ou- 0,06)KJ/Kg-1

304X6%= 18,24

Comment calculer l'incertitude absolue 304-18,24<Lf<304+18,24
285,76<Lf<322,24

9. La valeur théorique L'f chaleur latente de fusion de la glace est d'environ 333kJ.kg. Comparer Lf et Lf' et citer 2 sources d'erreur

La valeur théorique est supérieur à l'encadrement de Lf en prenant en compte l'incertitude de 6% cela signifie que nous avons effectué des erreurs de relevés de température ainsi que le relevé de la masse où nous n'avons pas été assez rapide dans nos relevés de température ou erreur de lecture sur la balance.

10. calculer le Zscore et commenter sa valeur Z= (x-Xref)/u(x)

Z= (304-333)/18,24 = 1,59 donc Z= 1,59<2 donc on considère que la mesure est compatible avec la valeur de référence.

l'incertitude absolue est de 304 x 6% = 18,24

Que pensez-vous des réponses de l'ensemble du TP, je trouve un chiffre négatif à la question 5 sans vraiment comprendre ?
Est-que les unités utilisées pour chaque réponses sont correctes?
Pensez-vous que mes deux sources d'erreur à la question 9 soient suffisantes?

En vous remerciant

[gts2]

Il n'est peut-être pas nécessaire de tout recopier à chaque fois, cela oblige à chercher ce qui a bien pu changer.

Pour ce qui est des unités :
1- manquante
4- les celsius se note °C, le kilo se note k
5- Le signe négatif de 5 est identique à celui de 4 : pourquoi s'inquiéter du signe dans 5 sans s'en inquiéter en 4 ?
9- Ce que vous indiquez relève plus des incertitudes que des erreurs. Vu le Z-score, on peut considérer la mesure comme correcte. Si la mesure n'était pas cohérente, il faudrait chercher des erreurs (pas des incertitudes) comme le fait de négliger les fuites.

[smack44]

9 Sources d’erreur :

-systématiques (précision) liées au choix de l’instrument (calorimètre pas assez isolant, ou thermomètre pas assez précis)
-Erreurs aléatoires liée à l’opérateur (lors du déclenchement et de l’arrêt du chronométrage par exemple) erreur de manipulation, erreur de lecture.


Merci encore

[gts2]

erreurs liées au choix de l’instrument (calorimètre pas assez isolant, ou thermomètre pas assez précis)

Ce n'est pas la même catégorie :
- thermomètre pas assez précis, l'incertitude sera grande (fluctuante)
- calorimètre pas assez isolant, l'erreur sera importante (toujours de même signe)

[smack44]

D'accord il ne faut pas que je parle du thermomètre car il s'agit d'une incertitude alors que la question 9 est citer deux erreurs

-Erreurs systématiques (précision) liées au choix de l’instrument (calorimètre pas assez isolant, l'erreur sera importante (toujours de même signe) )
-Erreurs aléatoires liée à l’opérateur (lors du déclenchement et de l’arrêt du chronométrage par exemple) erreur de manipulation, erreur de lecture.

[gts2]

Si il faut parler du thermomètre mais en tant qu'incertitudes.

Avec votre vocabulaire

Erreur systématique : fuite
Erreurs aléatoires : opérateur, précision thermomètre, précision balance

[smack44]

Ok bien noté merci encore pour votre aide

Bonne journée