TD partie courbon

[carolineb]

Bonjouuur!

 

J'ai plusieurs questions : 

- 1D "La capacité calorifique massique, représente la quantité d’énergie pour augmenter de 1°C la température de 1Kg de matière" --> vrai, dans le cours on à la même définition mais en augmentant de 1K et pas 1°C et je ne vois pas comment ça peut être vrai aussi sachant que 1°C≠1K  (il me semble avoir déjà vu un sujet sur cet item mais je ne le retrouve pas)

 

énoncé des qcm 3/4/5 : 

Nous voulons éprouver expérimentalement la relation entre énergie et chaleur. Considérons une masse de 1Kg , soulevée à 1 mètre du sol. La cuve contient 1 L d’eau pure à l’état liquide à 30°C, nous somme au niveau de la mer ; P = 1.013 105 Pa. On donne C = Capacité calorifique 4218 JKg-1 K-1 et g = 9.81ms-2. On néglige les frottements et la densité de l’eau est constante = 1

 

- 3D : "C'est une variation isobare" vrai,  l'expérience de joule se fait toujours de façon isobare? ou c'est juste dans ce cas là?

 

- 4C : "L'énergie transférée est de 981J" faux, je pense que la bonne réponse aurait été 9,81J car Epotentielle = 9,81J mais est ce que l'énergie transférée correspond obligatoirement à la totalité de l'énergie potentielle? 

 

- 5C : "Il faudrait un poids de 10 tonnes soulevé à 10 m de haut pour faire varier la température de 232° K" faux, j'ai noté qu'il n'y avait pas besoin de le calculer et que c'était directement faux mais je en comprends pas pq

 

- 7D : "On observe ce type de changement d’état (solide --> liquide) pour tous les corps purs constitués de 3 atomes dont deux atomes d’hydrogènes" faux, mais je ne vois pas comment on peut répondre à ça avec le cours

 

- 9E :"Si le verre avec le glaçon était plein à ras bord, la fonte de celui-ci va faire déborder ce précieux nectar" --> faux, j'ai vu dans un autre sujet que c'était parce que la densité max de l'eau était à 4°C mais justement, si le garçon fond et qu'il atteint les 4°C le jus pourrait déborder vu que la densité est plus élevée que si le glaçon était resté sous forme solide non? 

 

- est ce que nous sommes censés connaitre la capacité calorifique de l'eau ou elle nous sera toujours donnée?

 

un grand merci d'avance!

Edited April 27, 2020 by carolineb

[JayPi]

Salut @carolineb !

-Pour la 1D, on parle d'une variation de température comme on augmente d'un degré, or l'échelle pour augmenter les degrés est la même entre les kelvins et les celsius (tendis que ça n'est pas le cas des farenheit), donc l'item est bien vrai comme ça revient à la même chose d'augmenter d'1°C ou d'1°K  (il me semble que ça a été tiré du td 2019 et c'était compté vrai)

 

-3D: oui l'experience de Joule se fait de façon isobare, car PV=nRT, à moins de refermer la cuve pour avoir un V fixe ce qui ne serait plus une cuve, P n'augmentera pas

 

-4C: comme on néglige les frottements, l'énergie transférée correspondra donc à la totalité de l'énergie potentielle

 

-5C: je sais pas trop quelle explication/astuce a pu être donnée pour ce genre d'item pour répondre directement faux sans calcul, mais je suppose que si on faisait varier la température de 232°K depuis 30°C, l'eau s'évaporerait de la cuve à 100°C et il n'y aurait plus d'eau à chauffer pour l’expérience (ce qui est absurde pour l'expérience), et en plus il faudrait intégrer la chaleur latente qui n'est pas donnée dans le calcul

 

-7D: pour celui là il me faudrait l'énoncé pour être sûr mais s'il est dit que nous sommes dans des conditions "normales" pour la Terre (comme l'expérience de Joule), alors seule l'eau peut se trouver sous forme liquide et donc subir la fusion, car l'H20 peut faire des liaisons H. Dans le cours il est dit que les molécules comme le H2S, H2Se, H2Te ont des températures d'ébullition de -80 à -50°C, la température de fusion serait donc encore inférieure et c'est difficilement trouvable sur Terre, il faudrait vraiment des conditions de pression et température spécifiques

 

-9E: l'eau occupe un plus grand volume sous forme solide (glaçon) que sous état liquide car les molécule d'H2O sont structurées en tétraèdre à l'état solide. Donc si le verre était à ras bord avec un glaçon, alors la fonte du glaçon donnera de l'eau liquide qui occupe un volume plus petit (car la densité à l'état liquide est plus haute qu'à l'état solide comme il n'y a pas d'agencement en tétraèdre à respecter), d'où le verre ne sera plus à ras bord si le glaçon fond. Mon explication ne fait pas intervenir la notion de densité max à 4°C mais je pense qu'elle tient la route, tu peux même faire l'expérience chez toi pour vérifier mon explication ^^

 

- Pour la capacité calorifique, je ne saurais pas te dire, je ne l'avais en tout cas pas appris l'an dernier et il me semble que ça sera quand même donné 

 

En espérant t'avoir aidé  

 

 

[carolineb]

 

@JayPi merci beaucoup c'est super clair! 

 

il y a 15 minutes, JayPi a dit :

5C: je sais pas trop quelle explication/astuce a pu être donnée pour ce genre d'item pour répondre directement faux sans calcul, mais je suppose que si on faisait varier la température de 232°K depuis 30°C, l'eau s'évaporerait de la cuve à 100°C et il n'y aurait plus d'eau à chauffer pour l’expérience (ce qui est absurde pour l'expérience), et en plus il faudrait intégrer la chaleur latente qui n'est pas donnée dans le calcul

 

mais 232°K ça correspond à peu près à -40°C non? du coup on met faux parce qu'on n'a pas assez de données?

 

 

il y a 10 minutes, JayPi a dit :

7D: pour celui là il me faudrait l'énoncé pour être sûr mais s'il est dit que nous sommes dans des conditions "normales" pour la Terre (comme l'expérience de Joule), alors seule l'eau peut se trouver sous forme liquide et donc subir la fusion, car l'H20 peut faire des liaisons H. Dans le cours il est dit que les molécules comme le H2S, H2Se, H2Te ont des températures d'ébullition de -80 à -50°C, la température de fusion serait donc encore inférieure et c'est difficilement trouvable sur Terre, il faudrait vraiment des conditions de pression et température spécifiques

 

c'est un qcm en rapport avec le fil qui "coupe" la glace mais on nous dit rien de plus

 

 

[JayPi]

il y a 21 minutes, carolineb a dit :

mais 232°K ça correspond à peu près à -40°C non? du coup on met faux parce qu'on n'a pas assez de données?

c'est vrai qu'on pouvait penser à une variation de 232°K vers l'autre sens (température qui diminue) mais j'avais compris ça comme une variation qui augmente la température, comme dans l'expérience de Joule le poids descendant transfère son énergie potentielle qui augmente ainsi la température. D'ailleurs on parle toujours ici de variation de température, on ne parle pas d'atteindre la température de 232°K qui vaut bien environ -40°C. Globalement on peut répondre faux comme on manque de données oui  

 

il y a 21 minutes, carolineb a dit :

c'est un qcm en rapport avec le fil qui "coupe" la glace mais on nous dit rien de plus

D'accord, il me semble assez ambigu comme avec des conditions de température et de pression spécifique on pourrait bien observer la fusion. Après s'il faut vérifier pour tout les atomes du tableau périodique de la classe de l'oxygène on s'en sortirait pas . Vu que l'expérience consiste seulement à couper de la glace avec un fil, je considère qu'on est à des conditions normales et donc tout les autres corps pur de 3 atomes dont 2 d'hydrogène sont sous état gazeux, donc on ne pourrait pas voir leurs fusion. 

 

Edited April 27, 2020 by JayPi

[carolineb]

@JayPi d'accord merciii!