Calorimétrie

[Jeanlouis74]

Salut à tous ,

j'essaye depuis plus d'une heure d'avancer dans ces 2 problèmes mais je n'y arrive pas , j'ai réussi tous les autres mais ceux là me bloquent :-/

Dans un verre de 150 g , nous avons versé 25 cL d'une boisson rafraîchissante mais malheureusement à la température ambiance de 23°C. Nous souhaitons servir la boisson à 10°C. Quelle masse de glace faut-il ajouter si elle sort du congélateur à la température de -10°C ? La boisson est assimilable à de l'eau du point de vue calorimétrique

Donc je connais les formules : -Q = c*m* delta t
-Q = L * m

Je ne sais pas vraiment comment procéder , on cherche doit cherche la masse de la glace certes mais ça ne m'avance pas

Si on met en commun l'eau et le verre quel c prendre par la suite ?

Faut-il la résoudre sous forme d'équation : Q cédée = - Q gagnée ?

Quelle masse d'ammoniac doit s'évaporer dans une installation industrielle pour que 100 L d'eau à 15 °C soient transformés en glace à 0°C

pour le 2ème alors là c'est le flou total , c'est quoi le rapport entre l'ammoniac et l'eau pour commencer ?!

Merci d'avance

[le_fabien]

C'est vrai que tu auras ta solution en utilisant:
Qcédée + Qgagnée =0
mais j'ai une question :
pourquoi as tu comme renseignement " un verre de 150g"
peut on le considerer comme enceinte adiabatique ou a t-il un pouvoir calorifique?

[Jeanlouis74]

Je pense qu'il n'influence pas le problème s'il a la même température de l'eau mais je n'en suis pas sûr ça me faisait douter

Donc pour le 1er :

Chaleur cédée = - chaleur gagnée

c * m * delta t = - c * m * delta t

4180 * 0.25 * (10-23) = - 2094 * m * (10+10)

j'effectue , j'obtiens 320 g , c'est faux :hum:

[Jeanlouis74]

Ah mais c'est vrai , à 0 ° y'a une fusion et la glace deviendra eau par la suite , et donc c ne peut être le même de -10 à 10 °C , par contre j'ai essayé en ajoutant / soustrayant une partie glace et une partie liquide et je tombe toujours sur n'importe quoi

[le_fabien]

La temperature finale est de 10°:
L'eau passe de 23° à 10° donc elle cède de la chaleur sans changer d'état:
Qcédée=4180*0,25*(-13)
Par contre la masse m de glace passe de -10° à 0° puis change d'état (sans changer de temperature) et passe de 0° à 10° à l'état liquide
donc Qgagnée=m*c glace*10+L*m+m*c eau*10
A toi de finir

[Jeanlouis74]

Oui c'est donc ce que j'avais trouvé juste avant :we:

Bon alors je recommence le calcule pour voir où était l'erreur

Q1 = - Q2

Q1 = 4180 * 0.25 * (10-23) = - 13585

Q2 = 2094 * m * (0+10) + 4180 * m * (10-0) + 330000 m = 392740 m

13585 = 392740 m

m = 0,034 kg = 34 g

Déjà mieux mais j'ai du faire un petite erreur car la "vrai" réponse est de 38,5 :hum:

[le_fabien]

A Q2 tu as oublié d'ajouter L*m !

[Jeanlouis74]

Oui j'ai vu juste au moment où j'ai posté le message ^^

Mais donc y'a toujours un petit problème

[le_fabien]

??? va savoir où est l'erreur :triste:
c'est surement "le verre de 150g "

[Jeanlouis74]

Bizarre , je recalculerai bien en l'écrivant en propre pour voir si quelque chose m'a échapper (mais aucun rapport avec la tasse l'exercice alors ?) ==> j'ai vu avant d'écrire le message que tu as écrit que c'est le verre :p , oui peut-être pas d'idée là-dessus :-/

Pour le 2ème , ça serait pas quelque chose du genre :

Calcule la chaleur à apporter pour passer les 100 L d'eau de 15 à 0 ° avec m*c*delta t

Ensuite avec le Q trouvé , en rapport à l'ammoniac : Q = Lv * m ?

[le_fabien]

Oui c'est ça mais il ne faut pas oublier que les 100L d'eau passent de 15° à 0° et après passent à l'état solide .

[Jeanlouis74]

Oui il me semblait bien mais il faut prendre quel coefficient alors ? car les L c'est pour solide => liquide et liquide => solide

[le_fabien]

C'est la même valeur mais si c'est un gain alors la valeur est positive sinon c'est négatif.

[Jeanlouis74]

Il doit encore avoir une erreur de calcule :(

Q = m*c * delta t + m * Lf

Q = 100 * 4180 * (0-15) + 100 * 330 * 10^3 = 26730000

26730000 = m * 1340 , enfin bref y'a un truc qui va pas , et aussi pour le coefficient Lf il est + ou - ?

[le_fabien]

c'est moins car l'eau perd de la chaleur.

[Jeanlouis74]

Q = m*c * delta t + m * Lf

Q = 100 * 4180 * (0-15) - 100 * 330 * 10^3 = -39270000

C'est encore pire ça voudrait dire que la masse est négative , alors à moins que j'ai trouvé de la matière exotique ... :p

[le_fabien]

ce que j'ai oublié de te demander :
dans quel état se trouve l'ammoniac ?

[le_fabien]

De plus jeanlouis74 si tu avais exposé ton exercice avec toutes les données (capacités calo etc...) peut être aurait-on avancé plus vite :hum:
bon on verra ça demain...

[Jeanlouis74]

Si c'est ammoniac alors c'est un gaz il me semble

Ah ouais je vois où tu veux en venir , le coefficient est aussi - si c'est déjà un gaz (et j'ai vu une faute )

Q = m*c * delta t + m * Lf

Q = 100 * 4180 * (0-15) +100 * -330 * 10^3 = -39270000

-39270000 = m * -1340 * 10 ^3 ==> les coefficients sont en kJ/Kg , le piège ^^

39270000 = 1340000 * m

m = 29 kg

Ok parfait ^^


Un très grand merci :++:

[Dominique Lefebvre]

ce que j'ai oublié de te demander :
dans quel état se trouve l'ammoniac ?

Dans la mesure où l'énoncé parle d'évaporation de l'ammoniac, on peut en déduire prudemment qu'il est à l'état liquide pour passer à l'état gazeux, non?
C'est d'ailleurs le principe de la réfrigération par compression/liquéfaction/évaporation d'un gaz.