Chaleur massique d’un liquide

Détermination expérimentale de la chaleur massique d’un liquide
samedi 10 novembre 2007
par  Bernard Vuilleumier
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Exercice

On chauffe 300 g d’un liquide initialement à 10 °C au moyen d’un plongeur d’une puissance de 100 W. On relève sa température θ toutes les 30 s et on la reporte en fonction du temps t. On obtient le graphique suivant :

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Évolution de la température

Questions
- Dessinez sur ce graphique la droite qui passe « au mieux » par les points.
- Donnez la pente de cette droite.
- Déterminez, à partir de ces mesures, la chaleur massique du liquide.
- De quelle substance pourrait-il s’agir ?

Corrigé

Après avoir tracé la droite qui passe au mieux par les points de mesure, on obtient :

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Droite passant au mieux par les points

La pente k de cette droite est donnée par :

$k=\frac{\Delta\theta}{\Delta t}$

- On trouve pour la pente k = 0.19 °C/s.

L’équation de la calorimétrie permet d’exprimer la quantité de chaleur Q fournie au liquide à partir de la puissance P et de la durée de chauffage Δt :

Q = PΔt = mcΔθ

En exprimant la pente à partir de la dernière égalité, on obtient :

$ \frac{P}{mc}=\frac{\Delta\theta}{\Delta t}$

- En égalant le membre de droite à la valeur mesurée de la pente et en isolant la chaleur massique c, on trouve c = 1740 J par kg et par °C.
- Il pourrait s’agir de benzène.