Capacité themique massique de l`eau

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TP : Capacité thermique massique d’un liquide
3BC
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TP : Capacité thermique massique d’un liquide
1) Buts de la manipulation
Calculer la quantité de chaleur absorbée ou cédée par un corps.
Appliquer le principe de conservation de l’énergie pour déterminer la capacité massique d’un
liquide.
2) Dispositif expérimental
A
thermomètre
V
résistance
chauffante
agitateur
vase de Dewar
On dissipe de l’énergie thermique dans le calorimètre grâce à la résistance chauffante R parcourue
par un courant électrique d’intensité I.
La masse d’eau contenue dans le calorimètre est notée m, sa température .
3) Manipulation





Remplir le calorimètre d’une masse d’eau m=140g ;
réaliser le circuit indiqué ;
régler la tension du générateur de telle sorte qu’une intensité du courant I=1,5A soit assurée ;
ouvrir le circuit électrique au moyen de l’interrupteur ;
maintenant votre circuit est près pour commencer la manipulation.
Questions :
a) Pourquoi faut-il éviter de fermer le circuit en absence d’eau ?
b) Quel est le risque pour le filament lorsqu’on augmente significativement l’intensité du courant
électrique ?
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TP : Capacité thermique massique d’un liquide
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4) Mesures:
Remarque :
Il faut remuer sans arrêt tout au long de la mesure.
Question
Expliquer pourquoi.
 Pour commencer la mesure :
 Le chauffage de l’eau est lancée par la fermeture du circuit.
 A la moitié de la mesure :
Noter l’intensité du courant électrique et la tension électrique dans le circuit de chauffage.
La courbe de mesure est tracée en temps réel sur l’écran.
5) Exploitation mathématique. Graphiques.
Graphiques
 L’exploitation se fera dans Excel
Exploitation mathématique
Puisque la résistance R et l’intensité I du courant électrique ne varie pas, la quantité de chaleur
libérée dans la résistance chauffante est proportionnelle au temps t.
On peut donc écrire pour la chaleur Q fournie :
Q  Pt
et :
P U  I
Q  UIt
(1).
Q 
D’autre part :
Q    
donc :
(2)
où  est la capacité thermique de l’ensemble liquide calorimètre
UI  t    
en combinant (1) et (2) :
UI

   t  0

 est déduit à partir de l’équation de la droite obtenue ci-dessus.
 =…………… (unité ?)
On donne la capacité thermique du calorimètre :
J
 calorimètre  52
K
On demande de déterminer la capacité thermique massique du liquide.
6) Conclusion
…
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