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Trois TP de calorimétrie

mercredi 9 avril 2014, par mathadonf

TP N°1 de Calorimétrie
Mesure de la chaleur latente de fusion de la glace.

Matériel :

Un calorimètre

Un thermomètre

Un bec Bunsen ou une plaque électrique

Un becher

Une balance de précision

De l’eau et un glaçon

Protocole :

On mesure 200 ml d’eau à l’aide d’un becher de 500 ml.On note m1 sa masse. On les verse dans le calorimètre puis on mesure la température T1. On pèse le glaçon, sa masse est notée m2. On met le glaçon dans le calorimètre. On observe que la température dans le calorimètre baisse. Quand celle-ci est stabilisée on la note T2.

Résultats et interprétations :

T1 =
m2 =
T2 =
Il s’agit d’un mélange. L’eau chaude a cédé une chaleur Q1 au glaçon qui a reçu une chaleur Q2 et l’on a l’équation Q1 = - Q2

Q1 = chaleur perdue par les 400ml = 400 g d’eau de T1 à T2 sans changement d’état

Q1 = mC(Tf – Ti) = m1Ceau(T2 – T1)

Q1 =

Pour le glaçon on considère qu’il est à O°C (ce qui est une approximation)

Q2 = chaleur gagnée par le glaçon de 0°C glace à 0°C liquide + chaleur de 0°C à T2

Q2 = m2Lf + m2Ceau(T2 – 0)

Q2 =

Ensuite on pose l’équation Q1 = - Q2 où la seule inconnue est lf

Les sources d’erreurs :

Le fait que le calorimètre est imparfait

L’imprécision du Becher pour la mesure des m1

L’imprécision thermomètre

L’imprécision de la balance pour la mesure de m2

Le fait que le glaçon n’est pas à 0°C

TP N°2 de Calorimétrie
Mesure de la capacité calorifique massiqe d’une masse de 100g de laiton

Matériel :

100g de laiton

Deux Bechers

Une balance de précision

Un bec Bunsen ou une plaque électrique

Un thermomètre

Protocole :

On prélève 100 ml d’eau que l’on met dans le calorimètre. On mesure la température T1 de cette masse m1 d’eau. On note m2 la masse de laiton. On chauffe au bain-marie la masse de laiton. Au bout de 10 minutes dans l’eau bouillante on considère que le laiton est à T2 = 100°C. On la met dans le calorimètre et on mesure la température finale du mélange T3

Résultats et interprétation :

m1 = m2 = T3 =

T1 = T2 =

On a effectué un mélange. Donc une chaleur est perdue que l’on notera Q1 et une chaleur est gagnée que l’on notera Q2 puis on résoudra l’équation Q1 = - Q2

Q1 = chaleur perdue par le laiton de T2 à T3 sans changement d’état.

Q1 = m2Cmétal(T3 - T2)

Q1 =

Q2 = chaleur gagnée par l’eau de T1 à T3 sans changement d’état.

Q2 = m1Ceau(T3 - T1)

Q2 =

Puis on résoud Q1 = - Q2 où Cmétal est la seule inconnue.

Sources d’erreurs :

Le calorimètre imparfait

La précision de la balance

La précision du volume de 100 ml d’eau

Les échanges de chaleur entre le laiton et l’air ambient le temps de la mettre dans le calorimètre

L’imprécision du thermomètre


TP N°3 de Calorimétrie
Mesure de la capacité calorifique d’un calorimètre.

La capacité calorifique d’un calorimètre c’est mC où m est sa masse et C sa capacité calorifique massique ; Son unité est donc le J.K-1

on note mC = \mu

Matériel :

Un calorimètre

Deux Becher

Un thermomètre

Protocole :

On mesure 200 ml avec le becher, que l’on verse ensuite dans la calorimètre. On mesure T1. On note m1 la masse des 200 ml. On fait chauffer 200 ml d’eau vers 60 °C. On mesure leur température T2 juste avant de les mettre dans le calorimètre. On mesure enfin la température T3 du mélange.

Résultats et Interprétations :

Je vous propose de vous laisser réfléchir à la suite du compte-rendu.