TD Calorimetrie 2015 Lsll Wahabdiop

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LYCEE TECHNIQUE -SEYDINAUMAMOU LAYE cours à domitile: 775136349 Guédiawaye • Dakar Année scolaire: 2014-2015 Cellule de Sciences Physiques ‘Classe: Premières S SERIE D’EXERCICES S Exercice 1 . Calculer la quantité d Sni* to View r élever la température de l’air d’ une chambre de OOC 1 oc. On donne: masse volumique de l’air p = 1,30 g/L. Dimensions de la chambre: 5mx4mx2,5m. Capacité thermique massique de l’air Cair 820 J/kg. K. Exercice 2 : I. Un calorimètre contient 95g d’eau à 200C. On ajoute 71 g d’eau ? 500C. Quelle serait la température d’équilibre si l’on pouvait négliger la capacité calorifique du alorimètre? . La température observée est de 3 1,30C. Calculer la capacité calorifique du vase et de ses accessoires. 3. Dans ce calorimètre contenant 100g d’eau à 1 SOC, on plonge un échantillon métallique de masse 25g sortant d’une étuve à 950C. La température d’équilibre est de 16,7 oc. Calculer la chaleur massique du métal. glace a fondu? 2. 0n ajoute dans le calorimètre un nouveau morceau de glace de masse 50g, toujours prélevé dans un congélateur à la température de -1 BOC. On constate que ce nouveau morc«? au de glace ne fond pas entierement.

Quelle est la masse

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de glace restant et la température d’équilibrO Exercice 4 : l. un calorimètre contient 100g d’eau à 180C. On y verse 80g d’eau à Quelle serait la température d’équilibre si la capacité thermique du calorimètre et de ses accessoires était négligeable? 2. La température d’équilibre est en faite 35,90C. En déduire la capacité thermique du calorimètre et de ses accessolres. •Capacité thermique massique de l’eau: Ceau = 4,18. 10 3 J. Kg• I. K• 3. 0n . considère de nouveau le calorimètre qui contient 100g d’eau à 180C.

On y plonge un morceau de cuivre e masse 20g initialement placé dans de l’eau en ébullition. La température d’équilibre s’établit à 19,4’C. Calculer la capacité thermique massique du cuivre. 4. 0n considère encore le même calorimètre contenant IOOg d’eau à 180C. On y plonge maintenant un morceau d’aluminium de masse 30,2g et de capacité thermique massique 920 J. Kg• I. K » 1 à une température de 900C. Déterminer la température d’équilibre. 5. L’état initial restant le même: le calorimètre contenant 100g d’eau à 180C; on y introduit maintenant un glaçon de masse 25g à OCC.

Calculer la température d’équilibre. ??Chaleur latente de fusion maintenant un glaçon de masse 25g à OOC. Calculer la température d’équilibre. •Chaleur latente de fusion de la glace (à OCC): 3,34. 103 J. Kg• 1. 6. L’état initlal est encore le même: Je calorimètre contenant 100g d’eau à 180C; on y introduit un glaçon de masse 25g provenant d’ un congélateur à la température de-l BOC. Quelle est la température d’équilibre? •Capacité thermique massique de la glace: 2,10. 103 J. Ks• I. K• ExerciceS Dans un calorimètre de capacité thermique Ccal = 140 J.

O C- 1, on verse une masse ml = 200g d’eau. On relève la température 01 = 200C. On introduit alors une masse mi— 60g de glace prise ? 00 = ooc. Quelle est la température d’équilibre? Conclure. On donne: Lr= 335 KJ. Kg. 1 ; Ceau = 4,18 KJ. Kg. 1 -K. 1 Exercice 6 : Dans un calorimètre de capacité calorifiquep— 56 J. K-I, on verse 100g d’eau. La température d’équilibre est 25 cc. On introduit alors 50g de glace à-IODC. On laisse s’établir l’équilibre thermique. ! . Dans quels domaines, à priori, la température finale peut-elle se situer? Montrer que celle-ci ne peut-être inférieure ou égale à OCC. . n suppose que toute la glace fond et que la température finale du système est supérieure à OOC. Ecrire la relation qui permet de calculer cette température finale. Données: 333 KJ. kg• 1 ; 2,10. 103J. kg• I. K• 1 ; ceau = 4180 J. kg. 1 . K » Calculer la température finale ; ce résultat est-il en acco Ceau -4180 J. kg. 1 . K » 1 Calculer la température finale ; ce résultat est-il en accord avec l’hypothèse faite. 3. 0n suppose qu’il reste de la glace en équilibre avec de l’eau. La température finale est donc de OOC. Calculer la masse de glace fondue. http:physiquechimie. sharepoint. om -iSEYDtNA UMAMOU Guédiawaye – Dakar cours à domcile: 775136349 LAYE Année scolaire: 2014-201 S Classe: Premières S Exercice 7: On veut refroidlr un verre de jus de fruit pris à 300C. La capacité calorifique du verre et jus est de 550J. K• 1 • On introduit une certaine masse m de glace à OOC. On veut que la température de l’ensemble soit de 100C. 1. 0n admet qu’il n’y a échan e de chaleur qu’entre la glace et le verre de lus de fruit. Calcul température 0 1 200C. On introduit alors une masse m2 = 60g de glace prise à 00 = OOC. Quelle est la température d’équilibre? Conclure. Données: 335 KJ.

Kg• 1 ccau KJ. Kg• I. K• 1. Exercice 10: 1 -Un calorimètre de capacité thçrmique négligeable contient 100g d’eau à 200C. On y introduit un morceau, de glace de masse mg=20g initialement à la température de OOC. Montrer qu’il ne restera pas de la glace lorsque l’équllibre thermique est atteint. Calculer la température d’équilibre. 2-Dans le système précédent, on ajoute alors un second morceau de glace de masse rn’s=20g dont la température est cette fois -1 BOC. Montrer que, lorsque l’équilibre thermique est atteint, il reste de la glace et que la température d’équilibre est OOC.

Calculer alors les masses d’eau liquide et de glace en présence. 3-Dans l’ensemble précédent, introduit un autre glaçon identique à la précédente. Quelle est la nouvelle température d’équilibre? Calculer la masse d’eau qui se congèle. Exercice 1 1: 1 -On plonge dans un calorimètre à la température 01=200C, de capacité calorifique p=IOOJ. K• 1, contenant une massé ml=200g d’eau à la température Olun bloc de fer de masse m2=50g et un bloc d’aluminium de masse m3 =80g à la température 02=1 000C. Calculer la température d équilibre O, en supposant l’ensemble parfaitement adiabatique. 0n ajoute ensuite dans le calorimètre tm bloc de cuivre à la température 02 température 02=100DC. Calculer la masse m4 du bloc de cuivre si la nouvelle température d’équllibre est 8’=330C. on donne: CAI=890 Jkg• l. x-l ; . x-l ; Exercice 12 . On donne les chaleurs de réactions chimiques suivantes dans des conditions de température et de pression déterminées : C2fU +3 2 C02 +2 HiO (liquide) QI – -1388 KJ C2fü + 7/2 02 – 2 C02 + 3 Hi0 (liquide) Q2– 1540 KJ I-h + Yi 02 – HZO (gaz) Q3 – 243 KJ Sachant que dans ces conditions, la condensation de la vapeur d ‘ eau libère 41 KJ . ol- 1, déterminer la chaleur e réaction d’hydrogénation de l’éthylène en éthane. Exercice 13 On considère la combustion du méthane : Cfü + 02 — C02 + +120 ! . Equilibrer cette équation. 2. 1_es réactions suivantes sont exothermiques : C +02 – C02 ; Q2 Hi+ Yi 02 – HiO ; Q3 Dans les conditions standard de température et de pression (OOC, 1 bar), les chaleur de réactions sont : QI = 75 KJ; Q2 393 KJ ; Q3 = 242 KJ Calculer dans les mêmes conditions, la quantité -de chaleur dégagée par la combustion d’un mètre cube de méthane (on assimilera le méthane à un gaz parfait), les gaz étant ramenés à la température