8.6 Mesure de température
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
➤ Dans un calorimètre adiabatique (où il n’y a pas – en principe – d’échange de chaleur entre le
système et le thermostat), la chaleur apportée par le métal, lors de son immersion dans l’eau du
calorimètre, sert intégralement à échauffer l’eau, son contenant et les accessoires éventuels qu’il
contient (agitateur, thermomètre…). La mesure de l’augmentation de la température, ∆T, de
l’eau permet de calculer la chaleur Q apportée par le métal (à condition d’avoir mesuré par
étalonnage la capacité calorifique totale C’ de l’eau, de son contenant et des accessoires) ; on
peut ainsi calculer la capacité calorifique du métal, C :
Q ϭ (C + C’).∆T
➤ Dans un calorimètre à glace de Lavoisier ou de Bunsen (calorimètres diathermes), la chaleur
apportée par le métal lors de son immersion est échangée avec le thermostat à glace en fusion et
mesurée par la quantité de glace fondue (il est tout aussi nécessaire d’étalonner le calorimètre au
préalable) ; on peut donc écrire :
Q ϭ n.∆ fus h m ϭ C.∆T
Exercice 8.6 Mesure de température
Un installateur veut régler le thermostat d’un chauffe-eau de telle sorte que
celui-ci fournisse de l’eau à 60 °C mais, pour contrôler cette température, il
ne dispose que d’un thermomètre montant à 50 °C au maximum. Comment
pourrait-il procéder (s’il connaissait la thermodynamique…) ?
Solution
Il dispose forcément aussi d’eau froide, dont il peut mesurer la température, et s’il fait un
mélange en volumes égaux d’eau froide et d’eau chaude, la température de l’eau tiède obtenue
sera la moyenne arithmétique des deux autres (la démonstration suppose qu’on écrive l’égalité,
voulue par le premier principe, entre la quantité de chaleur fournie par l’eau chaude et la quantité
de chaleur reçue par l’eau froide).
Exemples. Si l’eau froide est à 15 °C et l’eau chaude effectivement à 60 °C, celle du
mélange doit être 37,5 °C : s’il trouve 32 °C, la température de l’eau chaude était
49 °C.
Il faut donc réaliser un mélange en quantités égales d’eau chaude et d’eau froide à une température connue et mesurer la température du mélange.
Il faut trouver un moyen pour que le contrôle puisse se faire à une température inférieure à 50 °C, en modifiant la température de l’eau chaude d’une façon qui
permette d’en déduire sa valeur initiale à la sortie du chauffe-eau.
Remarque : on néglige la capacité calorifique du récipient, ce qui ajoute une
approximation à ce procédé de toute façon très approximatif.
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
➤ Dans un calorimètre adiabatique (où il n’y a pas – en principe – d’échange de chaleur entre le
système et le thermostat), la chaleur apportée par le métal, lors de son immersion dans l’eau du
calorimètre, sert intégralement à échauffer l’eau, son contenant et les accessoires éventuels qu’il
contient (agitateur, thermomètre…). La mesure de l’augmentation de la température, ∆T, de
l’eau permet de calculer la chaleur Q apportée par le métal (à condition d’avoir mesuré par
étalonnage la capacité calorifique totale C’ de l’eau, de son contenant et des accessoires) ; on
peut ainsi calculer la capacité calorifique du métal, C :
Q ϭ (C + C’).∆T
➤ Dans un calorimètre à glace de Lavoisier ou de Bunsen (calorimètres diathermes), la chaleur
apportée par le métal lors de son immersion est échangée avec le thermostat à glace en fusion et
mesurée par la quantité de glace fondue (il est tout aussi nécessaire d’étalonner le calorimètre au
préalable) ; on peut donc écrire :
Q ϭ n.∆ fus h m ϭ C.∆T
Exercice 8.6 Mesure de température
Un installateur veut régler le thermostat d’un chauffe-eau de telle sorte que
celui-ci fournisse de l’eau à 60 °C mais, pour contrôler cette température, il
ne dispose que d’un thermomètre montant à 50 °C au maximum. Comment
pourrait-il procéder (s’il connaissait la thermodynamique…) ?
Solution
Il dispose forcément aussi d’eau froide, dont il peut mesurer la température, et s’il fait un
mélange en volumes égaux d’eau froide et d’eau chaude, la température de l’eau tiède obtenue
sera la moyenne arithmétique des deux autres (la démonstration suppose qu’on écrive l’égalité,
voulue par le premier principe, entre la quantité de chaleur fournie par l’eau chaude et la quantité
de chaleur reçue par l’eau froide).
Exemples. Si l’eau froide est à 15 °C et l’eau chaude effectivement à 60 °C, celle du
mélange doit être 37,5 °C : s’il trouve 32 °C, la température de l’eau chaude était
49 °C.
Il faut donc réaliser un mélange en quantités égales d’eau chaude et d’eau froide à une température connue et mesurer la température du mélange.
Il faut trouver un moyen pour que le contrôle puisse se faire à une température inférieure à 50 °C, en modifiant la température de l’eau chaude d’une façon qui
permette d’en déduire sa valeur initiale à la sortie du chauffe-eau.
Remarque : on néglige la capacité calorifique du récipient, ce qui ajoute une
approximation à ce procédé de toute façon très approximatif.