Thermodynamique, étude d'un congélateur

[Fionora]

Bonjour, je suis un peu bloqué pour un exercice de thermodynamique concernant l étude d'un congélateur.
On s'intéresse à la transformation suivante d'un échantillon d'eau de masse M :
À l'état initial l'eau est liquide à la température T= T0 = 0 degré celsius
À l'état final elle est solide (glace),;à la même température T0
La transformation s'effectue à température et pression constante, tous les processus sont considérés comme réversible.
La machine effectue des cycles thermodynamique lors de la transformation décrite ci-dessus, le fluide réfrigérant reçoit un transfert thermique Qc de la source chaude et un autre noter Q de l'échantillon d'eau. Il reçoit également un travail w de la part du compresseur de la machine. La puissance utile du compresseur notée P est supposée constante.
l : enthalpie massique de fusion de l'eau l=3.3*10^5 J/kg.
Proposer une stratégie de résolution qui permettra d'établir une expression littérale de la durée t de congélation de l'eau.
Je n'arrive donc pas a trouver t.
Merci d'avance pour votre aide !!
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[gts2]

Bonjour,

Avec les données fournies, vous ne pouvez trouver la durée t : vous voyez bien que dans celles-ci aucune ne fait apparaitre la dimension Temps.

[Fionora]

Bonjour,
Oui en effet j'ai oublié de mettre deux autres données mais la dimension temps n'apparaît pas non plus....
P=100W
M= 1kg
Il faut trouver t en fonction de P l M T0 et TC = 25°C
TC étant la la source chaude et correspondant à l'air ambiant.
Merci de votre aide

[gts2]

Ou alors, par "stratégie", il faut entendre "quelles données faut-il ajouter ?"

Dans les "données" incluant le temps comme dimension, il y a bien la puissance, mais on en saisit pas si c'est une donnée : dans l'énoncé, c'est au même niveau que Q Qc W qui eux ne sont clairement pas des données.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Oui en effet j'ai oublié de mettre deux autres données mais la dimension temps n'apparaît pas non plus....
P=100W ; M= 1kg
Il faut trouver t en fonction de P l M T0 et TC = 25°C
TC étant la la source chaude et correspondant à l'air ambiant.

Avec toutes les données, c'est plus facile...
P=100 W=100 J/s, P contient bien une dimension Temps.
C'est de la thermodynamique qui obéit à deux principes, il suffit donc d'écrire l'un et l'autre ... en ajoutant quelques hypothèses

[Fionora]

Donc si j'ai bien compris, selon le premier principe on a :
Q=-W? Cependant je ne vois vraiment pas comment calculer le travail puisqu'on a ni la pression ni le volume
Merci

[Fionora]

Initialement je pensais faire :
(M × l * ∆T)/P mais je me rends compte que je ne dois pas utiliser la bonne formule puisque je n'utilise pas les deux principes
Merci !

[gts2]

Donc si j'ai bien compris, selon le premier principe on a :
Q=-W? Cependant je ne vois vraiment pas comment calculer le travail puisqu'on a ni la pression ni le volume

C'est bien cela, à un détail près : il y a deux sources de chaleur.
Pour calculer le travail, vous n'avez pas besoin de la pression ni du volume.

[gts2]

(M × l * ∆T)/P mais je me rends compte que je ne dois pas utiliser la bonne formule puisque je n'utilise pas les deux principes.

Où intervient M × l x ∆T dans votre congélateur ?
Où intervient P dans votre congélateur ?

[Fionora]

Je pensais que c'est valeurs correspondaient à la quantité d'énergie à enlever a l'eau pour la faire congeler

[gts2]

Le texte dit : "Il reçoit également un travail w de la part du compresseur de la machine. La puissance utile du compresseur notée P est supposée constante."

[gts2]

Je pensais que c'est valeurs correspondaient à la quantité d'énergie à enlever a l'eau pour la faire congeler

Oui pour M × l x ∆T et cela correspond à quoi pour le congélateur ?

[Fionora]

Je pense avoir trouvé la solution du coup. J'ai trouvé 5 minutes. En effet, j'ai calculé la quantité de chaleur QC et Qf, je les ai additionnées et j'ai tout divisé par la puissance.
Merci pour votre aide ! ^^
Je vais essayer de continuer la suite de l'exercice...

[gts2]

Oui pour M × l x ∆T et cela correspond à quoi pour le congélateur ?

Il n'y a pas de ∆T.