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TP CALORIMETRIE

THEME HABITAT TP 03 : CALORIMETRIE. DETERMINATION DE LA CAPACITE THERMIQUE D'UN CALORIMETRE. Qu'est-ce qu'une capacité thermique ?




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DETERMINATION DE LA CAPACITE THERMIQUE D’UN CALORIMETRE

Qu’est-ce qu’une capacité thermique ?
La capacité thermique C d’un corps est la quantité de chaleur (énergie thermique) qu’il faut lui fournir pour augmenter sa température de 1°C. « Plus C est petit, plus il chauffera vite. »

I. PRINCIPE
Un conducteur métallique de résistance R est immergé dans un liquide de masse m et de capacité thermique massique c. L'ensemble est placé dans un calorimètre de capacité thermique C.

Question 1 : Donner la relation de l’énergie électrique E absorbée par un conducteur ohmique soumis à une tension U et parcouru par un courant I, pendant une durée t.

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On considère qu’un calorimètre est une enceinte qui n’échange pas d’énergie thermique avec l’extérieur : on parlera d’enceinte ADIABATIQUE (« isolée »).

Lorsque la température du calorimètre et de son contenu augmente de (1 à (2, l'ensemble reçoit la quantité de chaleur : Q = (m.c + C) x ((2 - (1)

Question 2 : Donner la relation entre E et Q.

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II. Montage et mode opératoire

Dans un calorimètre, un élément chauffant de résistance R, alimenté en continu sous tension constante, est plongé dans de l‘eau de capacité thermique massique connue c = 4185 J.kg-1.°C-1. Un ampèremètre et un voltmètre permettent la mesure de l'intensité I du courant et de la tension U. Un thermomètre mesure la température de l’eau.

Question 3 : Dessiner le schéma de l’expérience














mode opératoire

Prélever 200 mL d’eau à l’éprouvette graduée.
Verser cette eau dans le calorimètre.
Relever la température de l’eau (1.
Faire le montage électrique de la question 3. Faire vérifier par le professeur.
Déclencher le chronomètre à l’instant où vous alimentez le montage.
Remuer doucement pendant la montée en température.


IV. Mesures

Question 4 : Compléter les lignes (U, I et (2) du tableau suivant :

t (min)012345678910U (V)I (A)E (J)(2 (°C)Q (J)

V. Exploitations

Question 5 : Compléter les lignes (E et Q) du tableau précédent.

Question 6 : Pour plusieurs points du tableau (au moins trois) déterminer la capacité thermique du calorimètre. Faire une moyenne des valeurs.









Question 7 : Que peut-on conclure sur C ?



VI. DETERMINATION DE LA CAPACITE DU LAITON

Sachant que Q = (m.c + C + mlaiton.claiton) x ((2 - (1)

Décrire le protocole expérimental ainsi que la partie exploitation pour déterminer claiton. Rechercher la valeur de claiton. Conclure.








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