Voulez-vous vraiment supprimer cette simulation?
Travaux Pratique : Thermodynamique
Filière : GB-GEG
Manipulation I : Calorimétrie
1) Donner le but du TP
2) Définir ce qu'est un système adiabatique.
3) Soient deux quantités de chaleur Q₁ et Q₂ échangées au sein d'un système. Quelle sera la relation entre ces quantités de chaleur dans le cas d'une enceinte adiabatique ?
4) Donner l'expression de la quantité de chaleur Q d'un liquide en fonction de sa masse m, de sa chaleur spécifique c et de sa variation de température ΔT.
Partie I : Chauffage d'un liquide
Sélectionnez le mode « Chauffage » et choisissez ensuite les paramètres suivants :
| Paramètre | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Mode | Chauffage | — |
| Température initiale (Ti) | 37 | °C |
| Masse | 833 | g |
| Chaleur spécifique | 1 | cal/(g·°C) |
| Point d'ébullition (Tf) | 100 | °C |
| Chaleur de vaporisation | 540 | cal/g |
| Puissance (Flammes) | 450 | W |
| Vitesse | 20 | — |
1) Donner l'expression de la quantité de chaleur du liquide Qliq, puis calculer sa valeur numérique.
2) Comparer cette valeur avec la quantité de chaleur affichée en bleu dans la simulation.
Rq : Effectuer la comparaison lorsque la température finale atteint 100 °C, en mettant la simulation en pause juste après que la température ait atteint cette valeur.
Partie II : Détermination de la chaleur massique d'un solide (Acier)
1) Cliquer sur Exemple, puis choisir Acier dans l'eau et choisir les paramètres suivants :
| Paramètre | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| LIQUIDE (Eau) | ||
| Température initiale (T₁) | 56 | °C |
| Masse | 603 | g |
| Chaleur spécifique | 1 | cal/(g·°C) |
| Point d'ébullition | 100 | °C |
| Chaleur de vaporisation | 540 | cal/g |
| SPHÈRE (Acier) | ||
| Température initiale (T₂) | 100 | °C |
| Masse | 770 | g |
| Chaleur spécifique (théorique) | 0.1 | cal/(g·°C) |
2) Plonger la sphère dans l'eau, attendre que le mélange atteigne l'équilibre thermique, puis noter la température d'équilibre Téq.
3) Donner les expressions des quantités de chaleur de l'eau Qeau et de la sphère d'acier QAcier.
4) On suppose que le calorimètre est parfait, donc il n'échange pas de chaleur : Qcal = 0. Donner l'expression de la chaleur massique de l'acier cAcier en fonction des autres grandeurs.
5) Donner la valeur numérique de cAcier et comparer avec la valeur théorique (0.1 cal/(g·°C)).
6) Calculer la Capacité calorifique CAcier.
Partie III : Détermination de la chaleur massique d'un solide (Aluminium)
1) Cliquer sur Exemple, puis choisir Aluminium dans l'eau et choisir les paramètres suivants :
| Paramètre | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| LIQUIDE (Eau) | ||
| Température initiale (T₁) | 44 | °C |
| Masse | 689 | g |
| Chaleur spécifique | 1 | cal/(g·°C) |
| Point d'ébullition | 100 | °C |
| Chaleur de vaporisation | 540 | cal/g |
| SPHÈRE (Aluminium) | ||
| Température initiale (T₂) | 50 | °C |
| Masse | 700 | g |
| Chaleur spécifique (théorique) | 0.21 | cal/(g·°C) |
2) Plonger la sphère dans l'eau, attendre que le mélange atteigne l'équilibre thermique, puis noter la température d'équilibre Téq.
3) Donner les expressions des quantités de chaleur de l'eau Qeau et de la sphère d'aluminium QAl.
4) On suppose que le calorimètre est parfait, donc il n'échange pas de chaleur : Qcal = 0. Donner l'expression de la chaleur massique de l'aluminium cAl en fonction des autres grandeurs.
5) Donner la valeur numérique de cAl et comparer avec la valeur théorique (0.21 cal/(g·°C)).
6) Calculer la chaleur massique cAl en J/(Kg·°C).