TP Détermination de la capacité calorifique de l'eau

Thèmes abordés :

- Méthode des mélanges

- Loi de joule

Principes et objectifs :

Méthode des mélanges :

Dans le calorimètre, verser un volume V1 d’eau à température ambiante. Noter la masse d’eau froide (m1) et la

température de cette eau (T1).

Dans le calorimètre, verser rapidement ensuite un volume V2 d’eau chaude à environ 50°C. Noter la masse d’eau

chaude (m2) et la température de cette eau (T2). Couvrir et agiter. Noter la température d’équilibre (T3).

La loi de conservation de l’énergie indique que la somme des énergies transférées par l’eau froide, le calorimètre et

l’eau chaude est nulle.

Q1 + Qcal = 0 soit m1.Ceau (T3-T1) + C(T3-T1) + m2.Ceau (T3-T2) = 0

Avec Ceau = 4180 J.K-1.kg-1

Loi de Joule :

Cette expérience permet de quantifier l’énergie électrique apportée pour chauffer un volume d’eau et d’évaluer

l’influence du temps de passage du courant, de la résistance ohmique.

On réalise un circuit série comprenant : 1 générateur de tension continue 6/12 V, 1 rhéostat 33 , 2,2 A, 1 joulemètre,

1 capteur température, la résistance chauffante à plonger dans le calorimètre.

Dans le calorimètre, verser un volume V1 d’eau à température ambiante.

Noter la masse d’eau froide (m1) et la température de cette eau (T1).

Déclencher l’acquisition et régler rapidement l’intensité à la valeur souhaitée.

Reproduire l’expérience pour plusieurs valeurs de courant, tracer Q=f(i²) pour obtenir le même T, on obtient une droite qui permet de conclure que l’énergie thermique est proportionnelle au courant au carré.

Refaire l’expérience en relevant Q pour plusieurs valeurs du temps pour vérifi er que l’énergie thermique est proportionnelle au temps.

- Calorimètre Dewar (réf 253081)

- Console Foxy (réf 485000)

- Capteur thermomètre (réf 482101)

- Joulemètre Initio 2 (réf 292087)

- Alimentation 12V 5A (réf 281483)

- Rhéostat 33  (réf 281277)

- Logiciel A.S. Sup (réf 000131)