T.P. de Chimie :
Evaluation de l’énergie libérée lors d’une combustion

I-PRINCIPE

L’énergie libérée par la combustion d’une bougie est utilisée pour chauffer une boîte métallique, de masse mb (une canette en aluminium) , contenant une masse m1 d’eau, de la température θi à la température θf .

L’énergie thermique reçue vaut :
Eth1 = (m1.ceau + mb.calu) (θf - θi )

L’énergie libérée par la combustion permet aussi de faire fondre, puis de vaporiser, la masse m2 de paraffine de la bougie qui aura brûlé.
L’énergie thermique nécessaire Eth2 vaut :
Eth2 = m2 L
Avec L : énergie nécessaire à la fusion, puis à la vaporisation de 1,0 g de paraffine.

On admet que l’ensemble est thermiquement isolé, l’énergie Eth3 libérée par la combustion s’exprime par : Eth3 = Eth1 + Eth2 Données : L = 1,42x103 J.g -1 ; ceau = 4,18 J.g-1.°C-1 ; cAl = 0,90 J.g-1.°C-1 .

II-EXPERIENCE

-Déterminer la masse ma de la bougie : ma = 12,34 g
-Déterminer la masse mb de la boîte métallique : mb = 16,36 g
-Introduire dans la boîte V = 150 mL d’eau froide à environ 6°C, mesuré à l’éprouvette graduée.

-Réaliser le montage ci-contre :

-Relever la température θi : θi = 13°C
-Allumer la bougie.
-Agiter régulièrement l’eau. Continuer à chauffer jusqu’à ce que la température atteigne environ 35°C.
-Eteindre la bougie. Continuer à agiter en repérant la température. Relever sa valeur maximale θf : θf = 40°C
-Déterminer à nouveau la masse mc de la bougie : mc = 11,83 g

III-EXPLOITATION

1°)Déterminer la masse m2 de paraffine ayant brûlé : m2 = ma - mc m2 = 12,34 – 11,83 = 0,51 g
2°)En déduire l’énergie Eth3 libérée par cette combustion.
Eth3 = (m1.ceau + mb.calu) (θf - θi ) + m2 L avec m1 = ρeau V = 150 g
Eth3 = (150x4,18 + 16,36x0,90) (40 – 13) + (12,34 – 11,83) 1,42x103
Eth3 = 1,80x104 J

3°)a)En déduire l’énergie thermique libérée par la combustion de 1,0g de paraffine.
Eth = Eth3 / m2 = 1,80x104 / 0,51
Eth = 3,53x104 J. g-1
b)Exprimer