Exercices 465
8
10
12
14
16
18
v (L · mol
−1 )
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
P (bar)
graphe 1
T = 300K
T = 350K
T = 400K
T = 450K
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v (L · mol
−1 )
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
P (bar)
graphe 2
T = 300K
T = 350K
T = 400K
T = 450K
8
10
12
14
16
18
v (L · mol
−1 )
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
P (bar)
graphe 3
T = 300K
T = 350K
T = 400K
T = 450K
1. Aider Sophie en retrouvant pour elle le graphe correspondant à son exercice et continuer avec
elle en répondant aux questions suivantes.
2. Quelle est la capacité thermique molaire à volume constant de ce gaz, dans les conditions de
l’expérience ?
3. Calculer le travail puis le transfert thermique reçus par la mole de gaz au cours de la première
étape.
4. Calculer le travail puis le transfert thermique reçus par la mole de gaz au cours de la seconde
étape.
5. En déduire le travail total reçu par le gaz au cours de cette détente. Commenter son signe.
On donne la constante des gaz parfaits, R = 8,31 J · K
−1
· mol
−1 .
Exercice 17.4 Coup de chaud
Méthode (17.3)
Les expériences de calorimétrie sont menées dans une enceinte (le calorimètre) suffisamment isolée
pour éviter les échanges thermiques avec l’extérieur et elles sont réalisées sous pression atmosphérique constante. L’enceinte intérieure du calorimètre et ses accessoires (agitateur et thermomètre,
par exemple) interviennent dans les échanges thermiques, puisque leur température varie au cours
des expériences. On note C = 130 J · K
−1 la capacité thermique du calorimètre, c’est-à-dire de
l’enceinte intérieure du calorimètre et ses accessoires.
On réalise l’expérience de calorimétrie dont le protocole est le suivant :
• Réaliser un circuit série comprenant : un générateur de tension continue 6/12V, un rhéostat
(33 Ω, 2 A), un ampèremètre, le conducteur ohmique à plonger dans le calorimètre.
• Dans le calorimètre, verser une masse m 1 d’eau préalablement pesée et à la température
ambiante ambiante T 1 .
• Dans le calorimètre, plonger le résistor, de résistance R inconnue.
• Déclencher le chronomètre en allumant le générateur et régler rapidement l’intensité à la
valeur souhaitée I. Agiter.
• Attendre Δt = 4 min, relever la température de l’eau, T 2 (I) et ajuster rapidement l’intensité
pour la mesure suivante.
• Refaire de nouveau une mesure de T 2 au bout de Δt, et ainsi de suite.
Les mesures réalisées avec ce protocole ont permis d’aboutir, avec m 1 = 148 g, au tableau suivant :
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
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v (L · mol
−1 )
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2.0
2.2
2.4
2.6
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P (bar)
graphe 1
T = 300K
T = 350K
T = 400K
T = 450K
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v (L · mol
−1 )
1.6
1.8
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P (bar)
graphe 2
T = 300K
T = 350K
T = 400K
T = 450K
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v (L · mol
−1 )
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
P (bar)
graphe 3
T = 300K
T = 350K
T = 400K
T = 450K
1. Aider Sophie en retrouvant pour elle le graphe correspondant à son exercice et continuer avec
elle en répondant aux questions suivantes.
2. Quelle est la capacité thermique molaire à volume constant de ce gaz, dans les conditions de
l’expérience ?
3. Calculer le travail puis le transfert thermique reçus par la mole de gaz au cours de la première
étape.
4. Calculer le travail puis le transfert thermique reçus par la mole de gaz au cours de la seconde
étape.
5. En déduire le travail total reçu par le gaz au cours de cette détente. Commenter son signe.
On donne la constante des gaz parfaits, R = 8,31 J · K
−1
· mol
−1 .
Exercice 17.4 Coup de chaud
Méthode (17.3)
Les expériences de calorimétrie sont menées dans une enceinte (le calorimètre) suffisamment isolée
pour éviter les échanges thermiques avec l’extérieur et elles sont réalisées sous pression atmosphérique constante. L’enceinte intérieure du calorimètre et ses accessoires (agitateur et thermomètre,
par exemple) interviennent dans les échanges thermiques, puisque leur température varie au cours
des expériences. On note C = 130 J · K
−1 la capacité thermique du calorimètre, c’est-à-dire de
l’enceinte intérieure du calorimètre et ses accessoires.
On réalise l’expérience de calorimétrie dont le protocole est le suivant :
• Réaliser un circuit série comprenant : un générateur de tension continue 6/12V, un rhéostat
(33 Ω, 2 A), un ampèremètre, le conducteur ohmique à plonger dans le calorimètre.
• Dans le calorimètre, verser une masse m 1 d’eau préalablement pesée et à la température
ambiante ambiante T 1 .
• Dans le calorimètre, plonger le résistor, de résistance R inconnue.
• Déclencher le chronomètre en allumant le générateur et régler rapidement l’intensité à la
valeur souhaitée I. Agiter.
• Attendre Δt = 4 min, relever la température de l’eau, T 2 (I) et ajuster rapidement l’intensité
pour la mesure suivante.
• Refaire de nouveau une mesure de T 2 au bout de Δt, et ainsi de suite.
Les mesures réalisées avec ce protocole ont permis d’aboutir, avec m 1 = 148 g, au tableau suivant :
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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