CAPACITE THERMIQUE MASSIQUE D'UNE SUBSTANCE

 

 

 

I) MANIPULATION

laiton_chauffé.JPG (91948 octets)    

 

 

 

        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.

 

 

 

 

 

calorimetre_verse_eau3.JPG (119724 octets)         calorimetre_temp_initiale.JPG (117462 octets)

                             On verse dans un calorimètre, 250mL d'eau.                                   Relevé de la température, T2=19,4°C

calorimetre_laiton.JPG (185852 octets)

 

 

 

        On plonge l'alliage dans le calorimètre.

 

 

 

 

 

calorimetre_interieur3.JPG (97692 octets)                     calorimetre_final.JPG (78217 octets)

                               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

 

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.