Feuille de résultats Masse d’eau introduite dans le calorimètre

Feuille de résultats

Masse d’eau introduite dans le calorimètre : meau = 200 g Température initiale de l’eau et du calorimètre θi = 28,5°C Masse des glaçons après séchage mglaçons = 26 g Température initiale des glaçons θ(glaçons) i = 0°C Température finale après la fonte complète des glaçons θf = …….

Expression de l’énergie Q1 cédée par l’eau :

Q1 = meau ceau ( θf – θi) Remarque : Q1 < 0 Energie Q2 reçue par les glaçons pour fondre à 0°C :

Q2 = mglaçons Lf

Energie Q3 reçue par l’eau provenant des glaçons pour passer de 0°C à θf : Q3 = mglaçons ceau ( θf – θ(glaçons)i ) = mglaçons ceau ( θf – 0)

En considérant qu’il n’y a pas d’échange thermique avec l’extérieur, appliquer le principe de la conservation de l’énergie :

L’énergie cédée par l’eau est utilisée par les glaçons pour fondre à 0°C et par l’eau résultant de cette fusion pour passer de 0°C à θf :

Q1 + Q2 + Q3 = 0

En déduire l’expression, puis la valeur de l’énergie massique de fusion de la glace : Lf. meau ceau ( θf – θi) + mglaçons Lf + mglaçons ceau θf = 0

mglaçons Lf = - meau ceau ( θf – θi) - mglaçons ceau θf

Lf =

 

glaçons

f eau glaçons f

i eau eau

m

c m c

m    

Application numérique : Lf =

Lf ≈ ………. J.g^-1

Comparer avec la valeur théorique : Lf,th = 3,3x10² J.g^-1. Interpréter.

(Lf,th - Lf) / Lf,th ≈ ………….

La valeur obtenue expérimentalement est inférieure, de plus de…….., à la valeur théorique.

L’énergie reçue par les glaçons est, en fait, supérieure à celle prise en compte.

En effet, le calorimètre intervient aussi dans les transferts thermiques : il cède également de l’énergie aux glaçons, car sa température passe de 28,5°C à ………°C.

Reprendre les calculs en considérant que le calorimètre intervient également dans les transferts thermiques (La capacité thermique du calorimètre est donnée).

Soit Q4 l’énergie échangée par le calorimètre. Elle est donnée par l’expression :

Q4 = Ccalo ( θf – θi) Remarque : Q4 < 0 Le principe de la conservation de l’énergie s’écrit : Q1 + Q4 + Q2 + Q3

meau ceau ( θf – θi) + Ccalo ( θf – θi)+ mglaçons Lf + mglaçons ceau θf =0 (meau ceau + Ccalo) ( θi – θf)= mglaçons Lf + mglaçons ceau θf

Lf =

 

glaçons

f eau glaçons f

i calo eau

eau

m

c m )

C c m

(     

Lf = Lf ≈ J.g^-1 Calcul de l’écart relatif :

(330 –…….) / 330 = 0,……….. soit environ ……..%.

La valeur expérimentale obtenue ……….. avec la valeur théorique.