5 exemples de problèmes de chaleur
1. L'étain d'une masse de 2 kilogrammes a une chaleur spécifique de 130 J.kg -1 C -1 . La quantité de chaleur absorbée par l'étain pour élever sa température de 50 o C à 100 o C est de….
Discussion
Il est connu que :
Masse (m) = 2 kg
Chaleur spécifique de l'étain (c) = 130 J.kg -1 °C -1
Variation de température (ΔT ) = 100 ° C – 50 ° C = 50 ° C
Question : Chaleur (Q) absorbée par l'étain
Répondre :
Formule de chauffage :
Q = mc Δ T
Description : Q = chaleur, m = masse, c = chaleur spécifique, ΔT = variation de température
Chaleur absorbée par l'étain :
Q = (2 kg)(130 J.kg -1 C -1 )(50 o C)
Q = (100)(130)
Q = 13000 joules
Q = 1,3 x 10³ joules
2. Du cuivre, dont la chaleur spécifique est de 390 J kg⁻¹ ° C⁻¹ , subit une variation de température de 40 ° C. Si la chaleur absorbée par le cuivre lors de cette variation de température est de 200 calories, alors la masse du cuivre est de…
Discussion
Il est connu que :
Chaleur spécifique du cuivre (c) = 390 J kg -1 ° C -1
Variation de température (ΔT ) = 40 ° C
Chaleur (Q) = 40 Joules
Question : Masse (m) de cuivre
Répondre :
Q = mc Δ T
40 = (m)( 390 )(40 ° C)
40 = (m)(390 )(40)
40 = (m)( 390 )(4)
40 = (m)( 1560 )
m = 40/1560
m = 0,026 kg
La masse de cuivre est de 26 grammes.
3. Une masse d'eau de 20 grammes, ayant une capacité thermique massique de 1 cal g⁻¹ ° C⁻¹ , est initialement à une température de 30 ° C. Déterminez la variation de température de l'eau si elle absorbe 300 calories de chaleur.
Discussion
Il est connu que :
Masse (m) = 20 g
Température initiale (T1 ) = 30 ° C
Chaleur spécifique de l'eau (c) = 1 cal gr -1 ° C -1
Chaleur (Q) = 300 cal
Question posée : Changements de température de l'eau
Répondre :
Q = mc Δ T
Q = mc (T 2 – T 1 )
300 cal = (20 gr)( 1 cal gr -1 o C -1 )(T 2 – 30 o C)
42 000 = (20)(1)(T 2 – 30)
42 000 = 20 (T 2 – 30)
42 000 = 20 T 2 – 21 000
42 000 + 21 000 = 20 T 2
63 000 = 20 T 2
T 2 = 63 000 / 20
T2 = 45 ° C
Changements de température :
ΔT = 45 ° C – 30 ° C
ΔT = 15 ° C
4. La quantité de chaleur nécessaire pour abaisser la température de 4 kg de liquide ayant une chaleur spécifique de 500 J/kg·K de 40 °C à 50 °C. oC devient 20 oC est…
A. 20 kJ
B. 30 kJ
C. 40 kJ
D. 50 kJ
E. 60 kJ
Discussion :
Est connu :
Masse (m) = 4 kg
Chaleur spécifique (c) = 500 J/kg K = 500 J/kg °Co
Variation de température (delta T) = 40 oC - 20 oC = 20 °Co
Demandé :
Chaleur (Q)
Répondre :
Formule chauffante :
Q = (m)(c)(delta T)
Q = (4)(500)(20) = 40 000 joules = 40 kJ
kJ = kilojoule
La bonne réponse est C.
5. Un objet solide d'une masse de 2 kg est chauffé à partir d'une température de 30 °C.oC devient 100oC, nécessite 7 × 10 chaleurs5 Joule. La chaleur spécifique de l'objet est…
A. 400 J/kg K
B. 500 J/kg K
C. 700 J/kg K
D. 1000 J/kg K
E. 5000 J/kg K
Discussion :
Est connu :
Masse (m) = 2 kg
Chaleur (Q) = 7 × 105 J = 700 000 J
Variation de température (delta T) = 100 oC - 30 oC = 70 °Co
Demandé :
Chaleur spécifique (c) ?
Répondre :
c = Q / m T
c = 700 000 J / (2 kg)(70 °C)o) = 700 000 J / 140 kg Co
c = 5000 J/kg Co
c = 5000 J/kg K
La bonne réponse est E.
