DETERMINATION DE LA CAPACITE THERMIQUE D’UN CALORIMETRE

Qu’est-ce qu’une capacité thermique ? La capacité thermique C d’un corps est la quantité de chaleur (énergie thermique) qu’il faut lui fournir pour augmenter sa température de 1°C. « Plus C est petit, plus il chauffera vite. »

I. PRINCIPE Un conducteur métallique de résistance R est immergé dans un liquide de masse m et de capacité thermique massique c. L'ensemble est placé dans un calorimètre de capacité thermique C.

Question 1 : Donner la relation de l’énergie électrique E absorbée par un conducteur ohmique soumis à une tension U et parcouru par un courant I, pendant une durée t.

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On considère qu’un calorimètre est une enceinte qui n’échange pas d’énergie thermique avec l’extérieur : on parlera d’enceinte ADIABATIQUE (« isolée »).

Lorsque la température du calorimètre et de son contenu augmente de (1 à (2, l'ensemble reçoit la quantité de chaleur : Q = (m.c + C) x ((2 - (1)

Question 2 : Donner la relation entre E et Q.

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II. Montage et mode opératoire

Dans un calorimètre, un élément chauffant de résistance R, alimenté en continu sous tension constante, est plongé dans de l‘eau de capacité thermique massique connue c = 4185 J.kg-1.°C-1. Un ampèremètre et un voltmètre permettent la mesure de l'intensité I du courant et de la tension U. Un thermomètre mesure la température de l’eau.

Question 3 : Dessiner le schéma de l’expérience

mode opératoire

• Prélever 200 mL d’eau à l’éprouvette graduée. • Verser cette eau dans le calorimètre. • Relever la température de l’eau (1. • Faire le montage électrique de la question 3. Faire vérifier par le professeur. • Déclencher le chronomètre à l’instant où vous alimentez le montage. • Remuer doucement pendant la montée en température.

IV. Mesures

Question 4 : Compléter les lignes (U, I