Labo énergie thermique

Question 1

but partie A

Answer 1

Déterminer la quantité d’énergie thermique absorbée par deux masses différentes de substance de même nature durant un même temps de chauffage.

Question 2

manipulations partie A

Answer 2

1. Mesurer une masse de 25,00 g d’eau distillée dans un bécher de 100 mL à l’aide de la balance électronique précise à 0,01g.
2. Mesurer une masse de 50,00 g d’eau distillée dans le deuxième bécher de 100 mL à l’aide de la balance électronique précise à 0,01g.
3. Placer les béchers de 100 ml, dont les dessous ont été préalablement essuyés, sur la plaque chauffante.
4. À l’aide des pinces, fixer les thermomètres au support universel. Ne pas déplacer les pinces sur le support uniersel. Descendre les thermomètres à la mi-hauteur du liquide dans chacun des béchers.
5. Mesurer la température initiale de l’eau dans chacun des béchers à l’aide du thermomètre précis à 0,5 °C. Prendre les mesures au même moment dans les deux béchers donc chaque personne prend une mesure.
6. Allumer la plaque chauffante et mettre le chronomètre en marche.
7. Mesurer la température (finale) à l’aide des thermomètres précis à 0,5°C toutes les 30 secondes pendant 4 minutes. Agiter l’eau dans les béchers de temps à autre pour que la température soit uniforme.

Question 3

but partie B

Answer 3

Déterminer la quantité d’énergie thermique absorbée par deux masses identiques de substance de nature différente (eau distillée et paraffine) durant un même temps de chauffage.

Question 4

manipulation partie B

Answer 4

8. Mesurer une masse de 50,00 g d’eau distillée dans un bécher de 100 mL à l’aide de la balance électronique précise à 0,01g.
9. Aller chercher le bécher contenant 50,00g d’huile de paraffine à l’avant de la classe.
10. Placer les béchers de 100 ml, dont les dessous ont été préalablement essuyés, sur la plaque chauffante.
11. À l’aide des pinces, fixer les thermomètres au support universel. Ne pas déplacer les pinces sur le support uniersel. Descendre les thermomètres à la mie-hauteur du liquide dans chacun des béchers.
12. Mesurer la température initiale de l’eau dans chacun des béchers à l’aide du thermomètre précis à 0,5 °C. Prendre les mesures au même moment dans les deux béchers donc chaque personne prend une mesure.
13. Allumer la plaque chauffante et mettre le chronomètre en marche.
14. Mesurer la température (finale) à l’aide des thermomètres précis à 0,5°C toutes les 30 secondes pendant 4 minutes. Agiter l’eau dans les béchers de temps à autre pour que la température soit uniforme.

Question 5

but partie C

Answer 5

Déterminer la quantité d’énergie thermique absorbée par deux masses identiques de substance de même nature mais dont la température initiale est différente durant un même temps de chauffage.

Question 6

manipulations partie C

Answer 6

1. Mesurer une masse de 50,00 g d’eau distillée à température ambiante dans un bécher de 100 mL à l’aide de la balance électronique précise à 0,01g.
2. Mesurer une masse de 50,00 g d’eau glacée dans le deuxième bécher de 100 mL à l’aide de la balance électronique précise à 0,01g.
3. Placer les deux béchers, dont les dessous ont été préalablement essuyés, sur la plaque chauffante.
4. À l’aide des pinces, fixer les thermomètres au support universel. Ne pas déplacer les pinces sur le support universel. Descendre les thermomètres à la mi-hauteur du liquide dans chacun des béchers.
5. Mesurer la température initiale de l’eau dans chacun des béchers à l’aide du thermomètre précis à 0,5 °C. Prendre les mesures au même moment dans les deux béchers donc chaque personne prend une mesure.
6. Allumer la plaque chauffante et mettre le chronomètre en marche.
7. Mesurer la température (finale) à l’aide des thermomètres précis à 0,5°C toutes les 30 secondes pendant 4 minutes. Agiter l’eau dans les béchers de temps à autre pour que la température soit uniforme.

Question 7

analyse partie A

Answer 7

• La température des 25,00g d’eau a varié de 52°C et celle des 50,00g d’eau de 31°C. Sur le graphique, on remarque que la courbe des 25,00 g d’eau est plus accentuée que celle de 50,00 g d’eau.
• Les 50,00 g d’eau ont absorbé plus d’énergie thermique que les 25,00 g d’eau (7123,00 J est plus grand que 4190,00 J) même si sa « » est plus petite. Cela démontre l’importance de la masse dans le calcul.
• La masse de la substance a un effet sur la « »T puisque le c et le Ti sont les mêmes. Il faut donc moins d’énergie pour augmenter de 1°C un g de liquide. Conséquemment, on peut déduire que plus la masse d’une substance est petite, plus sa « » sera grande.

Question 8

analyse partie B

Answer 8

• La température de l’eau a varié de 25,5°C et celle de la paraffine de 30°C. Sur le graphique, on remarque que la courbe de la paraffine est plus accentuée que celle de l’eau.
• L’eau a davantage absorbé d’énergie thermique que la paraffine (5342 J est plus grand que 3750J) même si sa « »T est plus petit. Cela démontre l’importance du c dans le calcul.
• La nature de la substance a un effet sur la « »T. L’huile a une c plus petite que l’eau (2,50 J/g°C est plus petit que 4,19 J/g°C), il lui faut moins d’énergie pour augmenter de 1°C un g de liquide. Conséquemment, on peut déduire que plus la c d’une substance est petite, plus sa « » sera grande.

Question 9

analyse partie C

Answer 9

• La température de l’eau non-glacée a varié de 27,5°C et celle de l’eau glacée de 25,5°C. Sur le graphique, on remarque que les courbes des deux substances sont similaires.
• Les 2 substances ont absorbé environ la même énergie (___ J est environ égal à ____J.
• La température initiale a un faible effet sur la « »T. Conséquemment, on peut déduire que les 2 substances de même masse et de même nature mais qui ont un Ti différent auront un « » semblable. Sur le graphique, les courbes sont parallèles.

Question 10

causes erreur 1

Answer 10

• La plaque ne chauffe pas uniformément.
• La chaleur transmise à chaque bécher sera différente, ce qui aura un impact sur la « »T.
• Il faudrait donc faire l’expérience en deux temps pour mettre bécher au même endroit.

Question 11

Cause erreur 2 :

Answer 11

• Le bécher n’est pas isolé.
• Il perd de la chaleur dans l’environnement, ce qui aura un impact la « »T .
• Il faudrait donc isoler le bécher.

Question 12

conclusion pour partie B

Answer 12

• L’énergie thermique absorbée par l’eau est plus grande que l’énergie thermique absorbée par la paraffine (7123 J est plus grand que 5375 J).
• Lien avec la théorie : La température est la mesure du degré d’agitation due au mouvement des atomes et des molécules.

Question 13

température définition

Answer 13

mesure du degré d’agitation due au mouvement des atomes et des molecules

Question 14

énergie thermique

Answer 14

énergie qui résulte de l’agitation désordonnée des molécules
- dépend de la masse, la température et la capacité thermique massique

Question 15

chaleur

Answer 15

transfert d’énergie thermique -> Sté d’énergie qu’un cours peut absorber ou dégager (TOUJOURS DU CORPS OÙ TEMPÉRATURE EST LA PLUS HAUTE VERS CELUI OÙ TEMPÉRATURE EST LA PLUS BASSE)

Question 16

capacité thermique massique

Answer 16

énergie requise pour faire augmenter 1g du corps de 1°C -> proportionnelle à la difficulté qu’on a à augmenter / diminuer T°C
SI Cpetit = VARIATION T° GRANDE
SI CGRAND = VARIATION T° PETITE

Question 17

formule énergie thermique

Answer 17

Q = mc«»T
Q : chaleur dégagée ou absorbée (J)
m : masse du corps (g)
c: capacité thermique massique (J/g*°C)
«»T : variation de T° où «»T= Tf-Ti

Question 18

Transfert d’énergie thermique entre 2 corps

Answer 18

1. Séparer les données selon la substance
2. Poser que Tf est identique
3. Calculer Q pour substance avec toutes les données
4. Poser Qsub1 = - Qsub2
5. Calculer variable manquante

Question 19

précisions

Answer 19

balance : 0,01g

thermomètres : 0,5°C

Question 20

tableaux

Answer 20

Partie A
titre : énergie absorbée par 2 masses d’eau d’ifférentes sur la même plaque chauffante
Partie B
Énergie absorbée par une masse identique de substance de nature différente sur la même plaque chauffante
Partie C
Énergie absorbée par une masse identique de substance de même nature à température initiale différente sur la même plaque chauffante
sous-titres : données expérimentales > résultats
Données expérimentales : temps (+- 1s) -> température des 25,00 g d’eau (+-0,5 °C) -> température des 50,00 g d’eau (+- 0,5°C)
Résultats : énergie absorbée par les 25,00 g d’eau (J) -> énergie absorbée par les 50,00 g d’eau (J)