CAPACITE THERMIQUE MASSIQUE D'UNE SUBSTANCE
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I) MANIPULATION
On place l'alliage dans un bécher rempli d'eau que l'on porte à ébullition.
On supposera que la température de l'eau à ébullition T1=100°C est celle de l'alliage.
On verse dans un calorimètre, 250mL d'eau. Relevé de la température, T2=19,4°C
On plonge l'alliage dans le calorimètre.
On plonge l'alliage dans le calorimètre rempli d'eau. Relevé de la température finale
T3=22,1°C
II. EXPLOITATION DES RELEVES DE TEMPERATURE
II.1. Tableau récapitulatif
Températures initiales en °C | Températures finales en °C | Caractéristiques | Quantités de chaleur échangées avec l'extérieur | |
Eau | T2=19,4 | T3=22,1 | meau=0,25kg ceau=4180J.kg-1.°C-1 |
Q1=meauceau(T3-T2) |
Bloc en alliage | T1=100 | T3=22,1 | mbloc=0,1kg cbloc=? |
Q2=mbloccbloc(T3-T1) |
Calorimètre et accessoires
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T2=19,4 | T3=22,1 | K=90J.°C-1 | Q3=K(T3-T2) |
II.2. Description des échanges thermiques
- Lors de l'expérience, la température de l'eau et du calorimètre augmentent. Ces deux corps gagnent de l'énergie thermique
donc Q1 et Q2 ont des valeurs positives.
- Lors de l'expérience, la température du bloc diminue. Le bloc perd de l'énergie thermique donc Q3 a une valeur positive.
II.3. Equation calorimétrique
A l'équilibre thermique, l'équation calorimétrique s'écrit :
II.4. Expression littérale de la capacité thermique massique du bloc, cbloc
II.5. Calcul de la capacité thermique massique du bloc, cbloc
AN :
La capacité thermique massique de l'alliage est 393,8J.kg-1.°C-1.
La littérature donne 378J.kg-1.°C-1....
Remarque : Calculs des quantités de chaleur échangées.
- Quantité de chaleur échangée par l'eau :
AN :
Q1>0,
donc l'eau gagne de l'énergie thermique.
- Quantité de chaleur échangée par le bloc :
AN :
Q2<0,
donc le bloc perd de l'énergie thermique.
- Quantité de chaleur échangée par le calorimètre :
AN :
Q3>0,
donc le calorimètre gagne de l'énergie thermique.