DUT Chimie 11CG1 Correction du devoir : Thermodynamique I

II- Etude et utilisation d’un calorimètre
On place 80 g d'eau dans un calorimètre, la température est de 20 °C. On y ajoute 60 g d'eau à 50 °C,
la température finale est de 31 °C.
Calculer à quelle masse d’eau (en gramme) on peut assimiler le calorimètre ?
Ensuite, on place dans le même calorimètre 80 g d'eau, la température est de 20 °C.
On y ajoute 100 g d'eau à 60 °C, calculer la température finale.
Les 60 g d’eau à 50 °C deviennent 60 g d’eau à 31 °C
soit Qrefroidit = 60 x 1 x (31 – 50) = - 1140 cal

80 g d’eau + m g du calorimètre à 20 °C 80 g d’eau + m g du calorimètre à 31 °C
soit Qréchauffe = (80 + m) x 1 x (31 – 20) = (880 + 11 m) cal

or         Qrefroidit + Qréchauffe = 0

soit................- 1140 + (880 + 11 m) = 0................soit ................m = 23,6 g

Le calorimètre est équivalent à 23,6 g d’eau.

Les 100 g d’eau à 60 °C deviennent 100 g d’eau à T
soit Qrefroidit = 100 x 1 x (T – 60) = 100T – 6000

80 g d’eau + 23,6 g du calorimètre à 20 °C deviennent 80 g d’eau + 23,6 g du calorimètre à T
soit Qréchauffe = (80 + 23,6) x 1 x (T – 20) = 103,6 T – 2072,7

or       Qrefroidit + Qréchauffe = 0

soit................100 T – 6000 + 103,6 T – 2072,7 = 0................ soit................T = 39,6 °C

Module 11CG1             Enoncé            Correction
Pr Robert Valls & Dr Richard Frèze                                                                                  robert.valls@univ-cezanne.fr