Secondaire 4 • 7m
Dans un laboratoire de science, je fais chauffer de l’eau dans un calorimètre, mais je me demande si il l’énergie du resistor de l’élément chauffant est toute transformée en énergie thermique, sinon, où est passée cette énergie? De plus, dans la formule (Q=mcvariation de température), le m est la masse en g mais je me demande comment je fais avec des ml. Aussi, le U et le I sont légèrement différents au début et à la fin, pourquoi? Et lequel j’utilise pour les calculs.
Si je calcul le rendement énergétique de l’élément chauffant, l’énergie utile et l’énergie consommée seront trouvés comment? Je sais que j’aurais la formule du Q et je sais que la variation de l’énergie =Q mais je fais quoi avec ça ? Merci
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Merci pour ta question!
L'énergie du résistor est probablement principalement convertie en chaleur, mais peut aussi rester sous forme d'énergie électrique, ou dans certains cas, s'échapper sous forme d'énergie lumineuse. Il faut aussi noter que toute l'énergie thermique du résistor ne servira pas à chauffer l'eau, car une partie sera perdue à l'environnement (malgré l'efficacité du calorimètre).
Tu peux utiliser la même formule de rendement énergétique que d'habitude :
$$ rendement = \frac{E_{utile}}{E_{consommée}} $$
Pour trouver l'énergie utile, tu peux utiliser la température initiale et finale que tu as mesurée et utiliser la formule de la calorimétrie :
$$ Q = mc∆T $$
où
$$ ∆T = T_{finale}-T_{initiale} $$
Légende :
• Q : énergie (J)
• m : masse (g)
• c : capacité massique thermique (J/(g•°C))
• ∆T : variation de température (°C)
Note : rappelle toi que 1 mL d'eau ≈ 1 g d'eau et que la valeur de c pour l'eau est de 4,19.
Pour trouver l'énergie consommée, tu peux utiliser la relation entre la puissance, la tension et l'intensité du courant :
$$ P = UI $$
• P : puissance (W)
• U : tension (V)
• I : intensité du courant (A)
Puis, tu peux multiplier la puissance par le temps pour trouver l'énergie consommée en joules.
Le U et le I sont légèrement différents à la fin car le résistor libère de l'énergie électrique sous forme thermique.
Voilà!
Cette fiche du site d’Alloprof explique la calorimétrie :
Cette fiche du site d'Alloprof explique le rendement énergétique :
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