9 Chaleur Masse Chaleur spécifique Variation de température – Problèmes et solutions
1. Un plomb de 2 kg est chauffé à partir de 50oC 100oC. Le chaleur spécifique le plomb est 130 J.kg-1 oC-1. Combien chaleur est absorbé par le plomb ?
Connu :
Masse (m) = 2 kg
La chaleur spécifique (c) = 1 3 0 J.kg -1 °C -1
La variation de température ( ΔT ) = 100 ° C – 50 ° C = 50 ° C
Recherché : Chaleur (Q)
Solution:
Q = mc Δ T
Q = chaleur , m = masse, c = chaleur spécifique , ΔT = variation de température
La chaleur absorbée par le plomb :
Q = (2 kg)(1 3 0 J.kg -1 C -1 )(50 o C)
Q = (100)(1 3 0)
Q = 1 3 000 Joules
Q = 1,3 x 10⁴ joules
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2. La chaleur spécifique du cuivre est de 390 J/kg ° C , la variation de température est de 40 ° C. Si le cuivre absorbe 40 joules de chaleur, quelle est sa masse ?
Connu :
La chaleur spécifique du cuivre (c) = 390 J/kg ° C
La variation de température ( ΔT ) = 40 ° C
Chaleur ( Q) = 40 J
Recherche : Masse (m) de cuivre
Solution:
Q = mc Δ T
40 J = (m)( 390 J/kg ° C )(40 ° C)
40 = (m)( 390 /kg )(40)
40 = (m)( 390 /kg )(4)
40 = (m)( 1560 /kg )
m = 40 / 1560
m = 0.026 kg
m = 26 grammes
3. La température initiale de 20 grammes d'eau est de 30 ° C . La capacité thermique massique de l'eau est de 1 cal g⁻¹ ° C⁻¹ . Si l'eau absorbe 300 calories de chaleur, quelle sera sa température finale ?
Connu :
Masse (m) = 20 g
La température initiale (T1 ) = 30 ° C
La chaleur spécifique de l'eau (c) = 1 cal gr -1 ° C -1
Chaleur (Q) = 300 cal
Recherche : La température finale de l'eau
Solution:
Q = mc ΔT
300 cal = (20 gr)( 1 cal gr -1 o C -1 )( T 2 -30 )
300 = (20)(1)( T 2 -30)
300 = 20 ( T 2 -30 )
300 = 20 T 2 – 600
300 + 600 = 20T²
900 = 20T²
T 2 = 63 000 / 20
T 2 = 45
La variation de température est de 45 ° C – 30 ° C = 15 ° C.
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4. Tle changement de température de l'eau de mer is 1oC lorsque l'eau absorbe 3900 joules de chaleur. La chaleur spécifique de l'eau de mer est de 3.9 × 103 J/kg°C, Quelle est la masse de l'eau de mer ?
Connu :
La variation de température ( ΔT ) = 1 ° C
Chaleur (Q) = 42 000 Joules
La chaleur spécifique de l'eau de mer (c) = 3.9 x 10³ J / kg °C = 3900 J/kg°C
Recherché : Mass (m)
Solution:
Q = mc Δ T
Q = chaleur , m = masse, c = chaleur spécifique , ΔT = variation de température
m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 kg
5. Un bloc de cuivre de 2 kg absorbe 39 000 J de chaleur à 30 °C. Si la chaleur spécifique du cuivre est de 390 J/kg °C, quelle est la température finale du cuivre ?
Connu :
Masse (m) = 2 kg
Température initiale (T1 ) = 30 ° C
Chaleur (Q) = 39 000 joules
Chaleur spécifique (c) du cuivre = 390 J/kg ° C
Recherche : La température finale (T 2 )
Solution:
Q = mc ΔT
Q = chaleur , m = masse, c = chaleur spécifique , ΔT = variation de température
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
39 000 = (2)( 390)(T 2 – 30)
100 = (2)(1)(T 2 – 30)
100 = (2)(T 2 – 30)
50 = T 2 – 30
T 2 = 50 + 30
T₂ = 80 ° C
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6. On chauffe 5 kg d'eau de 15 °C à 40 °C. Quelle quantité de chaleur est absorbée par l'eau ? La capacité thermique massique de l'eau est de 4.2 × 10³ J /kg °C.
Connu :
Masse (m) = 5 kg
Température initiale (T1 ) = 15 °C
Température finale (T 2 ) = 40°C
Chaleur spécifique de l'eau (c) = 4.2 × 10³ J /kg°C
Recherché : Chaleur (Q)
Solution:
Q = mc ΔT
Q = (5 kg)( 4.2 × 10 3 J/kg°C)(40°C – 15°C)
Q = (5)( 4.2 × 10 3 J)(25)
Q = 525 x 10³ J
Q = 525,000 joules
7. On chauffe 2 kg d'eau de 24 °C à 90 °C. Quelle quantité de chaleur est absorbée par l'eau ? La capacité thermique massique de l'eau est de 4.2 × 10³ J /kg °C.
Connu :
Masse (m) = 2 kg
Température initiale (T1 ) = 24 °C
Température finale (T 2 ) = 90°C
Chaleur spécifique de l'eau (c) = 4 200 joules/kg°C
Recherché :: Chaleur (Q)
Solution:
Q = m c ΔT
Q = (2 kg)( 4 200 Joules/kg°C)(90°C – 24°C)
Q = (2 kg)( 4 200 Joules/kg°C)(66°C)
Q = (132)( 4 200 Joules)
Q = 554,400 joules
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8. On chauffe 5 grammes d'eau de 10 °C à 40 °C. Quelle quantité de chaleur est absorbée par l'eau ? La capacité thermique massique de l'eau est de 1 × 10³ cal / g · °C.
Connu :
Masse (m) = 5 grammes
Température initiale (T1 ) = 10 ° C
Température finale (T2 ) = 40 ° C
Chaleur spécifique de l'eau (c) = 1 c al/ gr°C
Recherche : Chaleur
Solution:
Q = mc ΔT
Q = (5 grammes)( 1 cal/ g°C)(40 ° C – 10 ° C)
Q = (5)( 1 cal )(30)
Q = 150 calories
9. 0.2 kg d'eau absorbe 42 000 joules de chaleur à 25 ° C. La chaleur spécifique de l'eau est de 4 200 J/kg ° C, quelle est la température finale de l'eau ?
Connu :
Masse d'eau (m) = 0.2 kg
Chaleur (Q) = 42 000 Joules
Chaleur spécifique de l'eau (c) = 4200 J/kg ° C
Température initiale (T1 ) = 25 ° C
Recherche : Température finale (T 2 )
Solution:
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
Q= chaleur, m = masse, c = chaleur spécifique, ΔT = le changement de températureT1 = la température initialeT2 = la température finale
Q = mc (T 2 – T 1 )
42 000 = (0.2)(4200)(T 2 – 25)
42 000 = 840 (T 2 – 25)
42 000 = 840 T 2 – 21 000
42 000 + 21 000 = 840 T 2
63 000 = 840 T 2
T 2 = 63 000 / 840
T2 = 75 ° C
- Conversion des échelles de température
- Expansion linéaire
- Extension de la zone
- Extension de volume
- La chaleur
- Équivalent mécanique de la chaleur
- chaleur spécifique et capacité thermique
- chaleur latente, chaleur de fusion, chaleur de vaporisation
- Conservation de l'énergie pour le transfert de chaleur
