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Etats de la matière


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  • Ancien Responsable Matière

Bonjour,

Concernant le td de cette année :

Pourrait on m'expliquer quels calculs faire à la 5C ? Concernant la 5D, elle est fausse car on ne dispose pas de la chaleur latente ?

https://www.noelshack.com/2020-12-2-1584460702-2020-03-17-1.png

https://www.noelshack.com/2020-12-2-1584460709-2020-03-17-2.png

 

Enfin, pour l'item D du qcm 10 qui est vrai et dont la correction qui donne "680 + 6012 + 7524 + 40 500 = 54,7 kJ" :

je ne comprends pas pourquoi on a "7524 J" car pour moi pour passer de 0° à 100° = 18 x 100 x 4,18.103 = 7524 kJ

De même pour la vaporisation, pourquoi on a pas multiplié 40,5kJ par la masse (18) ?

https://www.noelshack.com/2020-12-2-1584461109-2020-03-17-3.png

 

 

Voilà, vraiment un grand merci d'avance !!!

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  • Ancien du Bureau
  • Solution

Salut @JPCORRA !

 

Pour la 5C :

Tu as, c'est le principe de l'expérience de Joule, une équivalence entre l'énergie potentielle de pesanteur et la chaleur transférée à l'eau du contenant.

En fait, toute l'énergie dépensée par le poids en tombant va servir à réchauffer l'eau.

Soit : Epp = Q

h.m(poids).g = m(eau).c.\DeltaT

Attention à bien différenier les deux m d'un côté et de l'autre de l'équation.

Donc, pour un poids de 10 tonnes = 10.10^3 kg soulevé à 10 m de hauteur on aura :

10 x 10.10^3 x 9,81 = 1 x 4218 x \DeltaT

\DeltaT = (10 x 10.10^3 x 9,81) / 4218 = 232°C

 

Seulement attention !!! On passe ici de 30°C à 262°C !!! Il y aura donc un passage de l'état liquide à gazeux vers 100°C !!! Non pris en compte dans le calcul (car en plus on n'a pas les données (la chaleur latente massique) pour calculer).

L'item est donc faux.

 

Il y a 7 heures, JPCORRA a dit :

Concernant la 5D, elle est fausse car on ne dispose pas de la chaleur latente ?

Exact !

 

Il y a 7 heures, JPCORRA a dit :

Enfin, pour l'item D du qcm 10 qui est vrai et dont la correction qui donne "680 + 6012 + 7524 + 40 500 = 54,7 kJ" :

je ne comprends pas pourquoi on a "7524 J" car pour moi pour passer de 0° à 100° = 18 x 100 x 4,18.103 = 7524 kJ

De même pour la vaporisation, pourquoi on a pas multiplié 40,5kJ par la masse (18) ?

https://www.noelshack.com/2020-12-2-1584461109-2020-03-17-3.png

Je te laisse regarder ici la correction détaillée :

 

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Le 18/03/2020 à 00:54, DrSheldonCooper a dit :

Salut @JPCORRA !

 

Pour la 5C :

Tu as, c'est le principe de l'expérience de Joule, une équivalence entre l'énergie potentielle de pesanteur et la chaleur transférée à l'eau du contenant.

En fait, toute l'énergie dépensée par le poids en tombant va servir à réchauffer l'eau.

Soit : Epp = Q

h.m(poids).g = m(eau).c.\DeltaT

Attention à bien différenier les deux m d'un côté et de l'autre de l'équation.

Donc, pour un poids de 10 tonnes = 10.10^3 kg soulevé à 10 m de hauteur on aura :

10 x 10.10^3 x 9,81 = 1 x 4218 x \DeltaT

\DeltaT = (10 x 10.10^3 x 9,81) / 4218 = 232°C

 

Seulement attention !!! On passe ici de 30°C à 262°C !!! Il y aura donc un passage de l'état liquide à gazeux vers 100°C !!! Non pris en compte dans le calcul (car en plus on n'a pas les données (la chaleur latente massique) pour calculer).

L'item est donc faux.

 

Exact !

 

Je te laisse regarder ici la correction détaillée :

 

Bonjour

je ne comprends pas ici 232 K ou C° stp?

\DeltaT = (10 x 10.10^3 x 9,81) / 4218 = 232°C

et meme en lisant tes explications je n'arrive pas à comprendre pourquoi l item 5C est faux  😄 MERCI 

Edited by Moza
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  • Ancien du Bureau

@Moza

 

il y a 59 minutes, Moza a dit :

je ne comprends pas ici 232 K ou C° stp?

On parle ici d'une variation de température, donc qu'on l'exprime en °C ou °K c'est pareil.

En effet une variation de 30°C à 262°C fera une variation de 232 degrés et une variation de 303°K à 535°K fera aussi une variation de 232 degrés.

 

Lorsque tu apportes une telle quantité de chaleur tu vas passer par trois étapes :

1) un passage de 30°C à 100°C lié à une chaleur sensible. On apporte de la chaleur, la température augmente.

2) une vaporisation à 100°C lié à une chaleur latente. On apporte de la chaleur mais la température n'augmente pas, la chaleur est utilisée pour le changemnt d'état.

3) un passage de 100°C à des températures supérieures lié à la chaleur sensible. On apporte de la chaleur, la température augmente.

 

Chacune de ces étapes possède une capacité calorifique massique / chaleur latente massique différente.

On ne peut donc pas calculer comme on l'a fait précédemment en considérant que l'eau restara liquide jusqu'à 232°C.

Il faudrait calculer ainsi :

Q = m.C(eau liquide).70 + m.L(vaporisation) + m.C(vapeur d'eau).dT

Le but serait donc de trouver dT, soit de combien de degrés la température augmente après 100°C.

A défaut d'avoir les valeurs de L(vaporisation) et C(vapeur d'eau) on ne peut pas calculer et l'item est faux.

C'est plus clair ? 🙂

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il y a 14 minutes, DrSheldonCooper a dit :

@Moza

 

On parle ici d'une variation de température, donc qu'on l'exprime en °C ou °K c'est pareil.

En effet une variation de 30°C à 262°C fera une variation de 232 degrés et une variation de 303°K à 535°K fera aussi une variation de 232 degrés.

 

Lorsque tu apportes une telle quantité de chaleur tu vas passer par trois étapes :

1) un passage de 30°C à 100°C lié à une chaleur sensible. On apporte de la chaleur, la température augmente.

2) une vaporisation à 100°C lié à une chaleur latente. On apporte de la chaleur mais la température n'augmente pas, la chaleur est utilisée pour le changemnt d'état.

3) un passage de 100°C à des températures supérieures lié à la chaleur sensible. On apporte de la chaleur, la température augmente.

 

Chacune de ces étapes possède une capacité calorifique massique / chaleur latente massique différente.

On ne peut donc pas calculer comme on l'a fait précédemment en considérant que l'eau restara liquide jusqu'à 232°C.

Il faudrait calculer ainsi :

Q = m.C(eau liquide).70 + m.L(vaporisation) + m.C(vapeur d'eau).dT

Le but serait donc de trouver dT, soit de combien de degrés la température augmente après 100°C.

A défaut d'avoir les valeurs de L(vaporisation) et C(vapeur d'eau) on ne peut pas calculer et l'item est faux.

C'est plus clair ? 🙂

ouiii très bien expliqué comme d'habitude 🙂 merci bcp , une dernière question  par rapport un petit détail: dans le TD L'ITEM 1 A  dit que le point triple de l'eau = 273,16k soit  0,0°1 C ( compté vrai) et dans le poly du TAT  il est = 0°C lequel est vrai? merci  

Edited by Moza
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