Calculateur de calorimétrie
Q = mcΔT, chaleur latente et température d’équilibre d’un mélange, avec la convention de signe.
Résultat
74,94
- Calcul
- Teq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) ÷ (m₁c₁ + m₂c₂) = 74,94
- Capacités thermiques
- corps 1 : m·c = 4184 J/K ; corps 2 : m·c = 385 J/K
Remarque
L’équilibre s’établit à 74,94, entre 20 et 80, plus près du corps de plus grande capacité thermique m·c.
Calcul, hypothèses et sources
PrésentationTrois calculs de calorimétrie : la chaleur pour chauffer ou refroidir une masse (Q = m·c·ΔT, reçue ou cédée), l’énergie d’un changement d’état (Q = m·L) et la température d’équilibre d’un mélange de deux corps.
Trois calculs de calorimétrie : la chaleur pour chauffer ou refroidir une masse (Q = m·c·ΔT, reçue ou cédée), l’énergie d’un changement d’état (Q = m·L) et la température d’équilibre d’un mélange de deux corps. Les résultats sont aussi donnés en kJ et en Wh.
Méthode & formulesQ = m·c·(T₂ − T₁)
À l’équilibre, la chaleur cédée par le corps chaud égale celle reçue par le corps froid (système isolé).
- Convention de signe
- énergie reçue par le corps si Q > 0 (il chauffe ou il fond), cédée si Q < 0 (il refroidit). Le signe vient de ΔT.
- Capacité thermique massique (c)
- l’énergie nécessaire pour élever 1 kg du corps de 1 K, en J/(kg·K). La valeur usuelle de l’eau, ≈ 4 184, vient de la calorie thermochimique, égale à 4,184 J par définition.
- Chaleur latente (L)
- l’énergie du changement d’état par kilogramme, à température constante (palier de fusion ou d’ébullition).
Domaine de validitéLe calcul suppose un système isolé, sans perte vers le récipient ou l’air, et des capacités constantes sur l’intervalle.
Le calcul suppose un système isolé, sans perte vers le récipient ou l’air, et des capacités constantes sur l’intervalle. Le mode mélange suppose qu’aucun changement d’état ne survient ; pour de la glace dans de l’eau chaude, le terme m·L se calcule à part (mode changement d’état). Les valeurs de c et de L sont saisies.
Température d’équilibreMélangés, 1 kg d’eau à 80 °C et 1 kg de cuivre à 20 °C s’équilibrent vers 75 °C, et non à 50 °C.
Mélangés, 1 kg d’eau à 80 °C et 1 kg de cuivre à 20 °C s’équilibrent vers 75 °C, et non à 50 °C. La moyenne est pondérée par les capacités m·c, pas par les masses ; l’eau (c ≈ 4 184) y pèse onze fois plus que le cuivre (c ≈ 385).