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Détermination expérimentale de la chaleur massique d’un liquide
par Bernard Vuilleumier
Exercice
On chauffe 300 g d’un liquide initialement à 10 °C au moyen d’un plongeur d’une puissance de 100 W. On relève sa température θ toutes les 30 s et on la reporte en fonction du temps t. On obtient le graphique suivant :
- Évolution de la température
Questions
Dessinez sur ce graphique la droite qui passe « au mieux » par les points.
Donnez la pente de cette droite.
Déterminez, à partir de ces mesures, la chaleur massique du liquide.
De quelle substance pourrait-il s’agir ?
Corrigé
Après avoir tracé la droite qui passe au mieux par les points de mesure, on obtient :
- Droite passant au mieux par les points
La pente k de cette droite est donnée par :
On trouve pour la pente k = 0.19 °C/s.
L’équation de la calorimétrie permet d’exprimer la quantité de chaleur Q fournie au liquide à partir de la puissance P et de la durée de chauffage Δt :
En exprimant la pente à partir de la dernière égalité, on obtient :
En égalant le membre de droite à la valeur mesurée de la pente et en isolant la chaleur massique c, on trouve c = 1740 J par kg et par °C.
Il pourrait s’agir de benzène.