Calorimétrie avec débit
Consacrer 10 minutes de préparation à cet exercice.
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Une solution détaillée vous est ensuite proposée.
Si vous avez des questions complémentaires, n'hésitez pas à les poser sur le forum.
Un serpentin est immergé dans un calorimètre.
On fait passer dans le serpentin un courant d'eau.
A l'entrée, l'eau est à la température de 15°C, à la sortie elle est à la température du calorimètre qui, grâce à un chauffage électrique, est maintenue à 40°C.
Question
Calculer la quantité d'énergie que doit fournir la résistance chauffante si le débit d'eau dans le serpentin est de 60 g.min– 1.
Penser à utiliser un bilan semblable à celui utilisé pour les gaz en écoulement dans les machines thermiques.
On choisit comme système fermé le fluide dans le calorimètre et une masse Ddt à l'entrée à l'instant t.
A l'instant t + dt, le système est constitué du fluide dans le calorimètre et d'une masse Ddt à la sortie, à la température du calorimètre.
Le 1er principe de la thermodynamique donne alors :
Question
La résistance est de 10 Ω ; calculer l'intensité du courant.
Écrire que :
Question
On fait passer un autre liquide dans le serpentin et pour avoir les mêmes conditions (températures et intensité), on doit assurer un débit de 180 g.min– 1.
Calculer la chaleur massique du liquide.
On a l'égalité :
