CHALEUR ET TEMPERATURE

1. Quelle quantité de chaleur Q faut-il fournir a un bloc de cuivre de masse 1,25 kg, pour élever sa temperature de 25 ⁰C a 80 ⁰C ?

( c_cuivre= 0,093 cal.g^-1.C^-1)

2. Le sel de cuisine fond a 801 ⁰C. Quelle quantité de chaleur faut-il fournir a 60 g. de sel dont la température initiale est 21 ⁰C pour qu’il arrive a son point de fusion? (c_sel= 0,2 cal.g^-1.C^-1)

3. Une boite en aluminium de 150 g. contient 350 g. d’eau. L’ensemble est a une température de 20⁰C. Quelle quantité de chaleur faudra-t-il fournir a l’ensemble pour porter sa temperature a 100 ⁰C ?

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1, c_al= 0,217 cal.g^-1.C^-1)

4. Une quantité de chaleur de 1850 cal est utilisée pour porter la température d’un bloc de laiton de masse 200 g., de 23 ⁰C a 48 ⁰C. Quelle est la chaleur massique du laiton ?

5. Quelle était la température initiale d’un morceau de talc de 80 g. dont la température finale est 123 ⁰C apres avoir reçu une quantité d’énergie de 360 J ?

(c_talc= 0,05 J/g.⁰C)

6. Une piece en argent est formée de 90 % Ag et 10 % Cu. Quelle est la chaleur massique de l’alliage ?

(c_argent= 0,056 cal.g^-1.C^-1, c_cuivre= 0,093 cal.g^-1.C^-1)

7. Une tasse en argent de masse 50 g. contient 12 cl. d’eau. Quelle est la capacité calorifique de l’ensemble ? En une heure, la temperature de l’ensemble passe de 65 ⁰C a 25 ⁰C. Quelle est l’énergie perdue ?

(c_argent= 0,056 cal.g^-1.C^-1, c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1)

8. La capacité calorifique de 10 g. d’aluminium est égale a la capacité calorifique de 21,3 g. de nickel. Quelle est la chaleur massique du nickel ?

(c_aluminium= 0,22 cal.g^-1.C^-1)

9. Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre 1000g. de glace prise a 0 ⁰C ?

(L_f-glace= 80 cal/g)

10. Pour chauffer m grammes d’eau a –20 ⁰C jusqu’a 60 ⁰C on consomme 1500 cal. Calculer la masse d’eau utilisée.

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1, c_glace= 0,5 cal.g^-1.C^-1, L_f-glace= 80 cal/g)

11. Quelle est la température finale de 300 g. de glace prise a –30 ⁰C si on lui apporte 9500 cal ?

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1, c_glace= 0,5 cal.g^-1.C^-1, L_f-glace= 80 cal/g)

12. On fournit 5,4 kJ a un glaçon de masse 50 g. pris a –20 ⁰C. Quelle masse de liquide apparait-il ? Quelle quantité de chaleur doit-on fournir pour obtenir de l’eau a 20 ⁰C ?

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1, c_glace= 0,5 cal.g^-1.C^-1, L_f-glace= 80 cal/g)

13. Dans une enceinte adiabatique (isolation thermique parfaite = pas de perte de chaleur) on mélange 200 g. d’eau a 50 ⁰C et 120 g. d’eau a 80 ⁰C. Quelle est la température d’équilibre ?

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1)

14. On verse 25 litres d’eau bouillante dans une cuve et et on ajoute 75 litre d’eau a température ambiante ( 15 ⁰C). Quelle est la température finale s’il n’y a aucune perte thermique ?

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1)

15. Quelles masses M₁ et M₂ d’eau, pris initialement a T₁=14 ⁰C et T₂= 75 ⁰C, a-t-il fallu mélanger dans une baignoire pour obtenir 120 litres d’eau a 37 ⁰C ? (On suppose qu’il n’y a pas de pertes de chaleur)

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1)

16. On mélange 150 g. d’eau a 35 ⁰C avec 200 cm³ d’une substance X de masse volumique 3000 kg/m³ a 95 ⁰C. La température finale devient 75 ⁰C. Calculer la chaleur massique de X.

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1)

17. Dans un calorimetre en cuivre contenant une masse inconnue d’eau a 60 ⁰C on met 5 g. de glace a –20 ⁰C. Le calorimetre a une masse de 100 g. et la température finale est de 25 ⁰C lorsque toute la glace a fondue. Quelle est la masse d’eau dans le calorimetre ?

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1, c_glace= 0,5 cal.g^-1.C^-1, L_f-glace= 80 cal/g, c_cuivre= 0,093 cal.g^-1.C^-1)

18. Dans un calorimetre adiabatique on mélange 100 g. d’eau a 80 ⁰C et un glaçon de masse 20 g. et de température initiale –24 ⁰C. Quelle est la température d’équilibre ? (Avant de vous jeter dans les calculs, réflechissez a l’etat de l’eau une fois l’équilibre atteint)

(c_eau= 1 cal.g^-1.C^-1, c_glace= 0,5 cal.g^-1.C^-1, L_f-glace= 80 cal/g)

19. Un corps solide de masse m se trouve a la température de 520 ⁰C. On le pose sur un bloc de glace a 0 ⁰C et de meme masse m . La glace se fond, la température d’équilibre est 20 ⁰C. Calculer la chaleur massique de ce corps solide sachant que seulement 8/10 de la chaleur cédée par ce corps est reçue par la glace.(1981-ÖYS)

(L_f-glace= 80 cal/g)

20. Faites les conversions indiquées ci-dessous:

30 ⁰C = ....................K

24 K = ....................F

80 F = ....................⁰C

80 W= ....................⁰C (temperature de fusion de la glace a l’échelle W = 20 W

(temperature de vaporisation de l’eau a l’échelle W = 120 W

21. Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser 10 g. d’eau prise a 100 ⁰C ?

22. Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre 150 g. de glace prise a -10 ⁰C ?

23. Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire chauffer 40 g. de glace de –5 ⁰C a 125 ⁰C ?

LA CORRECTION DES EXERCICES