Livret 1 / Les TP

1èreS
«Thème3/L’énergieetsestransferts»
Livret1/LesTP

Sommaire
Page3:TP/Chaleurlatentedefusiondelaglace
Page5:TP/Déterminationd’uneénergiedecombustion
Page6:TP/Etudedelachuteverticaled’uneballe
Page7: TP/Etudedemouvementsdeballesdansle
champdepesanteur
Page8:TP/Rendementd’unebouilloireélectrique
Page9:TP/Lespilesélectrochimiques

Thème 3 : L’énergie et ses transferts
Activité
expérimentale Chaleur latente de fusion de la glace
On désire vérifier expérimentalement que la chaleur latente de fusion de la
glace est
Lfusion = 330 J.g-1
→ Que signifie cette valeur ?
Expérience 1
▪ Verser dans un gros bécher de l’eau chauffée par une bouilloire. Placer un thermomètre dans le
bécher.
▪ Peser le vase intérieur du calorimètre ; noter la masse m du vase
▪ A l’aide d’une éprouvette graduée, verser 100 mL d’eau à température ambiante, dans le vase du
calorimètre ; noter la masse m1 d’eau versée
▪ Replacer le vase dans le calorimètre et le fermer ; agiter l’eau puis relever, et noter
1 la température
d’équilibre du calorimètre et de l’eau (système tempéré)
▪ Relever et noter la température
2 de l’eau chaude
▪ Verser de l’eau chaude dans le calorimètre ; agiter et noter
f la température d’équilibre
▪ Peser le vase intérieur du calorimètre et en déduire la masse m2 d’eau chaude introduite
→ Reproduire, et compléter le tableau suivant, récapitulant les différentes mesures effectuées
Eau tempérée Eau chaude
m1 1 m2 2 f
→ Donner la formule permettant de calculer ETh1, l’énergie thermique gagnée par l’eau tempérée au
cours du mélange en fonction de m1, Ceau, 1 et f
→ Calculer ETh1
Donnée : Ceau = 4,18 J.g-1.°C-1
→ Donner la formule permettant de calculer ETh1’, l’énergie thermique gagnée par le vase du calorimètre
au cours du mélange en fonction de m, Calu, 1 et f
→ Donner la formule permettant de calculer ETh2, l’énergie thermique perdue par l’eau chaude au cours
du mélange en fonction de m2, Ceau, 2 et f
→ Calculer ETh2
Donnée : Ceau = 4,18 J.g-1.°C-1
→ En admettant que le transfert d’énergie a lieu dans une enceinte isolée et que les fuites thermiques
vers le milieu extérieur sont négligeables, donner une relation entre ETh1, ETh1’ et ETh2
→ Calculer Calu, la valeur de la capacité calorifique massique de l’aluminium

Expérience 2
▪ Mettre plusieurs glaçons, dans un gros bécher contenant de l’eau froide.
▪ Peser le vase intérieur du calorimètre ; noter la masse m du vase
▪ A l’aide d’une éprouvette graduée, verser 100 mL d’eau à température ambiante, dans le vase du
calorimètre ; noter la masse m1 d’eau versée
▪ Replacer le vase dans le calorimètre et le fermer ; agiter l’eau puis relever et noter
1 la température
d’équilibre du calorimètre et de l’eau (système tempéré)
▪ Essuyer rapidement 2 glaçons et les mettre dans le calorimètre. La température des glaçons est
2 =
0°C
▪ Agiter et noter la température finale
f stabilisée de l’eau lorsque les glaçons ont complètement fondu :
▪ Peser le vase intérieur du calorimètre et en déduire la masse m2 des glaçons introduits
→ Reproduire, et compléter le tableau suivant, récapitulant les différentes mesures effectuées
Eau tempérée Eau froide
(fonte de la glace)
m1 1 m2 2 f
0°C
→ Donner la formule permettant de calculer ETh1, l’énergie thermique perdue par l’eau tempérée au
cours du mélange en fonction de m1, Ceau, 1 et f
→ Calculer ETh1
Donnée : Ceau = 4,18 J.g-1.°C-1
→ Donner la formule permettant de calculer ETh1’, l’énergie thermique perdue par le vase du calorimètre
au cours du mélange en fonction de m, Calu, 1 et f
→ Calculer ETh1’
Donnée : Calu = 1,1 J.g-1.°C-1
→ Donner la formule permettant de calculer ETh2, l’énergie thermique gagnée par les glaçons au cours
de la fonte des glaçons en fonction de m2, et Lfusion
→ Donner la formule permettant de calculer ETh2’, l’énergie thermique gagnée par l’eau froide provenant
de la fonte des glaçons en fonction de m2, Ceau, 2 et f
→ Calculer ETh2’
Donnée : Ceau = 4,18 J.g-1.°C-1
→ En admettant que le transfert d’énergie a lieu dans une enceinte isolée et que les fuites thermiques
vers le milieu extérieur sont négligeables, donner une relation entre ETh1, ETh1’, ETh2 et Eth2’
→ Calculer Lfusion, la chaleur latente de fusion de la glace
→ Comparer avec la valeur théorique en calculant le pourcentage d’erreur

Thème 3 : L’énergie et ses transferts
Activité
expérimentale Détermination d’une énergie de combustion
▪ Peser une cannette en aluminium et noter sa
masse
▪ A l’aide d’une éprouvette graduée, verser 150
mL d’eau froide (de 5 à 10°C) dans la cannette
▪ Attendre l’équilibre thermique de la cannette et
de l’eau et noter la température de l’ensemble
▪ Peser la bougie avant de l’allumer et noter sa
masse
▪ Placer la bougie sous la cannette, l’allumer et
entourer le dispositif d’une feuille d’aluminium
afin que la chaleur de la flamme soit canalisée
au mieux vers la boîte métallique
▪ Agiter doucement et régulièrement
▪ Lorsque la température atteint environ 30 °C,
éteindre la bougie ; relever la température finale
▪ Peser la bougie
→ Recopier et compléter le tableau suivant
récapitulant les valeurs expérimentales
Valeurs expérimentales
Masses
malu =
meau =
mbougie(i) = mbougie(f) =
Températures
i = f =
Données
Capacités calorifiques massiques
Ceau = 4,18 J.g-1.°C-1 Calu = 0,90 J.g-1.°C-1
→ Calculer l’énergie thermique reçue par l’eau
et la cannette lors du chauffage
On suppose que la chaleur fournie par la
combustion de la bougie a été intégralement
transmise à la boîte métallique et à l’eau.
→ Quelle est l’énergie libérée par la réaction de
combustion de la bougie ?
→ Exprimer en kJ.g-1 l’énergie thermique libérée
par la combustion d’un gramme de bougie
Energie de combustion de quelques
combustibles (en kJ.g-1)
Dihydrogène 142
Propane, butane 50
Essence 47
Gazole 45
Ethanol 30
Charbon 27
Bois 15