PHYSIQUE APPLIQUEE - CHOLET Renaudeau - La Mode - L’Hyrôme

TD sur calorimétrie

samedi 5 novembre 2011, par jbernaud

Exercice n°1

Pour chauffer une chambre de volume 40 m3, on utilise un radiateur électrique. La pièce est à 14°C et on veut obtenir une température de 19°C.

1) Sachant qu’un litre d’air a une masse de 0,0013 kg, calculer la masse d’air contenu dans la chambre. On rappelle : 1 m3 = 1000 L.

2) Quelle énergie thermique E en joules doit-on fournir pour amener la température de la pièce de 14°C à 19°C ?

On suppose que les échanges thermiques avec l’extérieur sont négligeables.

La chaleur massique de l’air c = 1003 J/(kg. °C).

3) Sachant que la résistance R du radiateur est de 20 ohms, calculer l’intensité I du courant nécessaire pour atteindre cette température en 15 minutes. (arrondir le résultat final au 1/10ème).

On rappelle E = RI²t .

Exercice n°2

Un chauffe-eau électrique de capacité 100 litres a une puissance de 1 200 watts. Il est utilisé sous une tension de 220 volts.

1) Quelle est l’intensité qui traverse l’appareil lors de son fonctionnement ?

2) Quelle est la résistance de l’élément chauffant ?

3) a) Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer les 100 litres d’eau de 20°C à 80°C.

Capacité thermique massique de l’eau : c = 4 180 J/(kg.°C)

Masse volumique de l’eau : 1 000 kg/m3

b) En supposant que toute l’énergie électrique se transforme en chaleur, quelle est alors la durée de fonctionnement du chauffe-eau (en heures).

Exercice n°3

Les informations suivantes sont relatives à une douche solaire.

1) Principe de la douche solaire :

Citer le mode de transfert de l’énergie solaire pour ce système de chauffage .

2) Fonctionnement de la douche lorsqu’elle contient 20 kg d’eau :

a) Indiquer la température initiale Ti de l’eau pour t = 0, puis sa température finale Tf après trois heures de fonctionnement.

b) Calculer l’énergie absorbée par 20 kg d’eau en trois heures au soleil.

La capacité thermique massique de l’eau est c = 4 180 J/(kg.K).

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