Exemples de calculs calorimétriques

Dans les deux exemples ci-dessous, réfléchissez à la manière d'aborder le problème en appliquant la méthode qui vous a été présentée au paragraphe précédent, puis consultez le paragraphe détaillé : vous y trouverez ces problèmes corrigés sous la forme d'animations. Vous pourrez alors essayer d'en résoudre d'autres qui vous seront également proposés.

ExempleCalcul de la température finale d'un système lors du mélange de 2 liquides miscibles.

Dans un calorimètre[1] contenant une masse \(m_\textrm A\textrm{ g}\) de liquide \(\textrm A\) à la température \(T_a\), on ajoute une masse \(m_\textrm B\textrm{ g}\) de liquide \(\textrm B\) à la température \(T_b\) . Les deux liquides sont parfaitement miscibles. Comment calculer la température finale \(T_f\) du calorimètre ?

  • Solution

Diagramme de l'état initial et l'état final du système

ExempleCalcul de la température finale lors de l'introduction d'une petite quantité de glace solide dans de l'eau liquide.

Imaginons un calorimètre[1] contenant quelques centaines de grammes (soit la masse d'eau \(m_1\)) d'eau tiède (température \(T_1\)) dans lequel on introduit une dizaine de grammes de glace (soit une masse de glace \(m_2\)) à la température \(T_2\). On aura nécessairement \(T_1 > 0\) et \(T_2 < 0\) si ces températures sont exprimées en °C . La quantité de glace est suffisamment faible pour que l'on soit presque certain que toute la glace va se transformer en eau liquide, et que la température finale \(T_f\) sera donc positive. Comment allons nous calculer \(T_f\) ?

  • Solution

États intermédiaires

Il est conseillé de tester votre compréhension du raisonnement ci-dessus en essayant de répondre aux questions posées dans le problème d'auto-formation n°2 ci-dessous.