Capacité thermique
Référence : EXP 300 030
Une quantité d'eau, dont on connait le volume, est chauffée à l'aide de résistance. La production de chaleur électrique est donc connue. A partir de l'augmentation de la température et de l'énergie thermique , on peut calculer la capacité thermique spécifique de l'eau. En outre, cette valeur est corrigée en tenant compte de la capacité calorifique du calorimètre. Des échantillons métalliques chauds sont placés dans un calorimètre rempli d'eau à basse température. La capacité calorifique des échantillons est déterminée à partir de l'augmentation de la température de l'eau. Lorsque des pièces sont en contact les unes avec les autres et ont des quantités de chaleur différentes , celles-ci se répartissent de façon à ce que toutes auront la même température. Si les capacités thermiques et les températures initiales sont connues, alors la température finale peut être prédite. A l'inverse, la température finale peut être utilisée pour obtenir la capacité de chaleur lorsque les températures initiales sont connues.
CAPACITE CALORIFIQUE DU CALORIMETRE
On place une ceinture quantité d'eau dans le calorimètre à vase Dewar. On ferme celui-ci et on place la sonde de température. Attendre l'équilibre thermique et noter la température. On prélève exactement la même quantité d'eau chaude dans le calorimètre. On ferme celui-ci, et on agite régulièrement et on note la température d'équilibre. Le calorimètre étant adiabatique, l'eau est isolée thermiquement du milieu extérieur.
LOI DE JOULE ET INFLUENCE DE LA RESISTANCE
On verse une quantité d'eau (masse et volumes connues) connue à température ambiante dans le calorimètre. On relève la température de l'eau et on place les résistances choisies dans les douilles prévues sur le capot du calorimètre. On allume le générateur et on règle l'intensité à la valeur souhaitée, puis on agite. Après quelques minutes, on relève la nouvelle valeur de température. En utilisant la loi de conservation de l'énergie, et en traçant la droite reliant la valeur de l'énergie thermique en fonction du temps, on retrouve la valeur de la résistance appliquée au calorimètre.
MESURE DE LA CAPACITE THERMIQUE MASSIQUE DU LAITON
On chauffe l'eau d'un récipient dans lequel une masse métallique (exemple du laiton) est immergée. La masse est placée sur un isolant de manière à ce qu'elle ne soit pas en contact avec les parois du récipient. On arrête le chauffage avant ébullition de l'eau. Relever la température de l'eau, qui est aussi celle du métal et plonger rapidement la masse dans l'eau du calorimètre. (masse d'eau prise au robinet de température connue généralement ambiante). On attend l'équilibre thermique en agitant et on mesure la température d'équilibre. Après quelques minutes, la température va s'équilibrer à une certaine valeur, variable en fonction du matériau.
SUJETS ABORDES
> Détermination de la capacité thermique spécifique de l'eau ou d'un liquide
> Détermination de la capacité calorifique du calorimètre
> Détermination de la capacité calorifique spécifique de l'aluminium, du fer et du laiton
> Loi de Joule
COMPOSITION
EXP 300 031 Capacité thermique (BASE)
| Référence | Désignation | quantité |
| PTD039505 | Calorimètre à vase Dewar | 1 | | PTD039504 | Cubes métalliques (4 différents) | 1 | | PEM080100 | Lot de 2 cordons 1 m (1 rouge/ 1 noir) | 3 |
COMPOSITION
EXP 300 030 Capacité thermique (COMPLET)
| Référence | Désignation | quantité |
| PTD039505 | Calorimètre à vase Dewar | 1 | | PMM062603 | Alimentation 0-30 V /0-10 A | 1 | | PMM062901 | Multimètre numérique | 1 | | PTD039504 | Cubes métalliques (4 différents) | 1 | | PEM080100 | Lot de 2 cordons 1 m (1 rouge/ 1 noir) | 3 |
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GENIE ELECTRIQUE
QCM
